Итоги деятельности Отделения химико-технологических наук за 2008 2010 гг. Уфа 2011

Вид материала

Подобный материал:

Пошкус Болюс Игнович Доктора наук Габитов Ильдар Исмагилович Зыкин Владимир Александрович, 960kb.
Фисинин Владимир Иванович Доктора наук Габитов Ильдар Исмагилович Зыкин Владимир Александрович, 2780.59kb.
Заместитель директора рунмц мо рб, кандидат педагогических наук, 1386.8kb.
Итоги и публикации 2010 года Оводов Ю. С., Шмаков Д. Н., Варламова Н. Г., Пшунетлева, 1017.21kb.
Качество сырья и продукции химико-технологических процессов и общие сведения о методах, 203.84kb.
«Развитие и модернизация химико-технологических систем и процессов», 16.76kb.
Краткий отчет о научной деятельности Учреждения Российской академии наук Уфимского, 1451.6kb.
Анализ деятельности дошкольного отделения мбоу сош №4 за 2010- 2011 учебный год, 541.59kb.
Техногенные системы и экологический риск, 81.96kb.
Итоги и публикации 2009 года сыктывкар 2010 удк 612+577, 991.47kb.

1 2 3 4 5 6 7 8

В мире биотопливо получают, в основном, из злаковых культур, кукурузы, сахарного тростника. Выход этанола из 1 тонны ржи составляет 375 л, из 1 тонны кукурузы – 410 л, из 1 тонны проса – 510 л. Средний современный биозавод по производству этанола может производить до 150 миллионов литров топлива в год. Потенциальный размер рынка российского биоэтанола оценивается в 650 тыс. тонн. Однако перечисленные выше сельскохозяйственные культуры являются ценными пищевыми продуктами, поэтому целесообразность их широкого использования для производства биотоплив и химического сырья на сегодняшний день сомнительна. Одним из альтернативных путей развития производства биоэтанола для условий средней полосы России является использование топинамбура. Выход этанола из этой культуры по сравнению с зерновыми, картофелем и сахарной свеклой в 1,5–3 раза выше (академик АН РБ Рахманкулов Д.Л.).

2009

Проведена оценка ресурсной базы и физико-химических особенностей бурых углей Южно-Уральского бассейна для производства альтернативного топлива и водорода.

Обобщен и проанализирован мировой опыт производства биотоплива на основе возобновляемого растительного сырья. Исследованы экономически целесообразные способы утилизации избыточного глицерина, образующегося в качестве побочного продукта при производстве биотоплива в химические продукты (к.х.н. Тюрин А.В., УГНТУ).

2008

Проанализированы основные тенденции развития современных методов пиролиза биомассы – одного из наиболее перспективных направлений получения возобновляемых источников энергии, топлива и химического сырья, также приведен обзор наиболее эффективных технологий пиролиза. Рассмотрены существующие технологические и технические особенности установок пиролиза биомассы. Использование различных методов пиролиза биомассы, не несущей ценности для рынка продуктов питания, практически идеальный способ получения моторного топлива, тепла и электроэнергии с точки зрения экологической безопасности.

Одной из проблем при производстве биодизеля являются необходимость утилизации получаемого в качестве побочного продукта глицерина. Он образуется в количестве около 100 кг на 1 тонну биодизеля. В 2007 г. в Европе было произведено более 2 млн тонн биодизеля, что соответствует ~200000 тонн побочного глицерина.

Представлены основные технологии переработки глицерина в ценные химические продукты. Наиболее перспективным направлением переработки глицерина является его трансформация в пропиленгликоль и эпихлоргидрин, промышленное потребление которых в мире по сравнению с производством растет опережающими темпами (д.т.н. Габитов А.И., УГНТУ).

2008

Установлен стадийный механизм реакции образования полигалогенсодержащих циклических ацеталей. В качестве сырья использованы доступные продукты нефтехимии – ди- и полигалогенсодержащие алифатические и ароматические олефины. Определена активность полизамещенных циклических ацеталей по отношению к дигалогенкарбенам, найдена связь строения гетероцикла с реакционной способностью. Разработаны условия количественного получения 2-дигалогенметил-1,3-диоксоцикланов и соответствующих им карбонильных соединений. Синтезированные вещества используются как промежуточные полупродукты в синтезе химических средств защиты растений для агропромышленного комплекса.

2009

На основе 2-аллилфенолов получены аллиловые эфиры с выходами 90-95%, дихлоркарбенированием которых впервые синтезированы соответствующие моно- и бис.гем.-дихлорциклопропаны с выходами 70-90%.

Аллильная группа в аллиловых эфирах о-аллилфенолах в 5-8 раз активнее аллилоксильной по отношению к дихлоркарбену. Это подтверждено дихлоркарбенированием модельных соединений - аллилфенилового эфира и о-аллиланизола.

Оценена фунгицидная, гербицидная и бактерицидная активность синтезированных гем.-дихлорциклопропанов. В ряду изученных соединений самой высокой гербицидной активностью обладает (2,2-дихлорциклопропил)метил-4-хлор-6-метил-2-[(2₅2-дихлорциклопропил)метил]фениловый эфир.

Изучена кинетика и механизм внедрения дигалогенкарбенов по
слабым углерод-водородным связям насыщенных гетероциклов и присоединения карбена по кратным углерод-углеродным связям олефинов и диолефинов, аллиловых эфиров и др.

Выделены индивидуальные продукты дихлоркарбенирования и
установлено их электронное и пространственное строение.

Определены факторы, влияющие на регио- и стереоселективность
взаимодействия дихлоркарбенов с насыщенными и ненасыщенными реагентами.

Осуществлена каталитическая циклизация пирокатехинов и салицилового спирта геминальными и вицинальными дигалогеналканами. Найдены способы селективного получения соответствующих бензо-1,3- и 1,4-диоксоциклоалканов.

Разработаны методы функционализации гем-дихлорциклопропанов,
затрагивающих как эндоциклические атомы хлора, а также энодоциклические функциональные группы.

Найдены условия, позволяющие с высокой селективностью получать
линейные и циклические кетали на основе замещенных гем-дихлорциклопропанов (д.х.н. Злотский С.С., УГНТУ).

2008

На основе клеток микроорганизма Rodococcus (77-32) создан энантиоселективный биокатализатор для парциального гидролиза рацемического 6-бензилокси-2(2-ацетоксиэтил)-2,5,7,8-тетраметилхромана (R,S-хроманилэтил-ацетата).

На основе клеток микроорганизма Microbacterium (77-9) создан энантио-селективный биокатализатор для парциального ацилирования 6-бензилокси-2(2-гидроксиэтил)-2,5,7,8-тетраметилхромана (R,S-хроманилэтанола) винил-ацетатом.

Разработан метод кинетического разделения рацемического R,S-хроманилэтилацетата путем его энантиоселективного гидролиза в присутствии катализатора на основе клеток микроорганизма Rodococcus (77-32), позволяющий получать (S)-(-)-хроманилэтанол высокой оптической чистоты (99% ее) - ключевой промежуточный продукт в синтезе витамина Е.

Установлено, что под действием ультразвука существенно ускоряются реакции электрофильного оксиметилирования α-олефинов водным формальдегидом, протекающие в двухфазной системе в присутствии кислотных катализаторов. Также изменяется селективность образования замещенных 1,3-диоксанов, тетрагидропиранов и тетрагидрофуранов, являющихся продуктами элетрофильного оксиметилирования α-олефинов. Эффект ускорения образования продуктов под действием ультразвука возрастает в ряду: тетрагидрофураны < 1,3-диоксаны < тетрагидропиранолы (чл.-корр. АН РБ Зорин В.В.).

2009

Осуществлена оптимизация процесса биосинтеза арахидоновой кислоты при культивировании гриба Mortierella alpina (18-1). Определены условия, позволяющие получать арахидоновую кислоту с выходом 15,3 г/кг среды.

Исследована кинетика накопления арахидоновой кислоты и идентифицированы промежуточные метаболиты.

Показана принципиальная возможность биосинтеза эйкозапентаеновой кислоты с помощью галорезистентного гриба Mortierella alpina (XH1) с выходом 0,95 г/кг среды и при трансформации льняного масла мицелием гриба Mortierella alpina (18-1) с выходом 1,48 г/кг среды.

Установлено, что растворы метиловых эфиров полиненасыщенных жирных кислот (10~⁶-10~⁵ г/л) оказывают ростостимулирующее воздействие на проращивание семян редиса, моркови, пшеницы, гороха, свеклы, капусты, огурцов и фасоли.

Разработан метод повышения (2-4 раза) активности биокатализаторов энантиоселективного ацилирования вторичных спиртов и гидролиза их эфиров, созданных на основе культур микроорганизмов Rodococcus (78-5), Bacillus (77-1) и Bacillus (79-54), путем их обработки органическими растворителями.

Найдено, что восстановление ароматических нитросоединений сульфидом натрия до соответствующих ароматических аминов в двухфазной водно-органической среде ускоряется 1,3-3,5 раза под действием ультразвука.

На примере подсолнечного масла изучена кислотно-катализируемая переэтерификация растительных масел изопропиловым спиртом. Определены условия, позволяющие получать смесь изопропиловых эфиров карбоновых кислот (биодизельное топливо) с выходом 96-98%. Физико-химические и химмотологические характеристики полученного биодизельного топлива соответствуют параметрам отечественных и зарубежных марок углеводородных дизельных топлив (чл.-корр. АН РБ Зорин В.В., УГНТУ).

2010

В результате обширного скрининга найдены микроорганизмы -потенциальные биокатализаторы процессов получения оптически активных синтонов природных цитопротекторов - α-токоферола (R-1), α -токотриенола (R-2), а также их аналога MDL-73404 (S-3), обладающего антиоксидантной активностью.

Разработан метод кинетического разделения рацемической R,S-[2-(4-изобутилфенил)пропионовой кислоты] (ибупрофена) путем переэтерификации с винилацетатом в присутствии биокатализатора на основе культуры микроорганизма Bacillus (K-3-2), позволяющий получать (S)-ибупрофен высокой оптической чистоты.

Предложен хемо-энзиматический метод синтеза S-ибупрофена - физиологически активного энантиомера нестероидного противовоспалительного препарата на основе доступного сырья (бромбензола и бутил бромида).

С целью разработки хемо-энзиматического метода получения эффективного нестероидного противовосполительного средства (8)-2-(6-метокси-2-нафтил)пропионовой кислоты (S-напроксена) предложена схема синтеза рацемического напроксена и его бутилового эфира из доступных органических соединений. Найдены нетрадиционные подходы для интенсификации отдельных стадий синтеза с использованием микроволнового нагрева.

Осуществлена интенсификация биокаталитических процессов парциального ацилирования пентанола-2 путем модификации клеточных биокатализаторов с помощью органических растворителей. На основе модифицированных биокатализаторов разработаны хемо-энзиматические методы получения R- и 8-пентанолов-2 - синтонов ряда лекарственных препаратов и феромонов насекомых.

Разработана схема синтеза прохиральных и рацемических предшественников (я-нитробромацетофенона и 2-бром-1-(4-нитрофенил)этанола) Р-адренер-гических блокаторов (Я)-нифеналола и (S)-соталола.

Надены биокатализаторы, перспективные для получения энантиомерных предшественников (Я)-нифеналола и (8)-соталола путем кинетического разделения рацемического 2-бром-1 -(4-нитрофенил)этанола в процессе парциального ацетилирования винилацетатом.

2008

С целью разработки методов получения биологически активных замещенных фенолов изучены общие закономерности и особенности протекания термических превращений алкенилариловых эфиров.

С использованием квантовохимических расчетов в приближении B3PW91/6-31G(d) показано, что термические превращения могут протекать либо через перициклическое переходное состояние, либо через π-комплекс.

Установлено, что состав продуктов термической перегруппировки
α,γ-диметилаллиловых эфиров метоксифенолов определяется соотношением энергий возможных переходных состояний и продуктов реакции. Так, при орто-положении метоксигруппы в ароматическом кольце образование 6-(α,γ-диметилаллил)-2-метоксифенола контролируется кинетическими факторами, в то время как образование 4-(α,γ-диметилаллил)-2-метоксифенола выгодно термодинамически. Наличие метоксигруппы в мета-положении ароматического кольца приводит к тому, что образование 4-(α,γ-диметилаллил)-3-метоксифенола выгодно как кинетически, так и термодинамически, вследствие значительного понижения энергии активации образующегося π-комплекса. Соотношение 2-(α,γ-диметилаллил)-3-метоксифенола и 2-(α,γ-диметилаллил)-5-метоксифенола контролируется термодинамическим фактором.

Энергетически выгодным является процесс изомеризации промежуточно образующихся диенонов в алкенилфенолы путем межмолекулярного переноса водорода между двумя молекулами диенона (ΔЕ^≠≈16–18 ккал/моль). Метоксигруппа в различных положениях ароматического кольца не оказывает значительного влияния на активационные параметры данного процесса.

Предложена схема образования дизамещенных алкенилфенолов, согласно которой при переносе аллильного фрагмента от π-комплекса к молекуле моноалкенилфенола (ΔЕ^≠≈18–25 ккал/моль) возможно образование как орто,орто-, так и орто,пара-диалкенилфенолов и выделение незамещенного фенола.

Квантовохимическими расчетами выявлена возможность реализации перегруппировки Кляйзена по новому маршруту, ключевой стадией которого является генерация -комплекса - определяющим в образовании таких продуктов реакции, как алкенилзамещенные эфиры и фенолы.

При перегруппировке у-хлораллилового эфира α-крезола в условиях катализа наряду с моно- и диалкенилфенолами, образующимися без инверсии аллильного фрагмента, зафиксированы моно- и диалкенилфенолы с инверсией аллильного фрагмента. Обнаружено, что в ходе реакции транс-изомер γ-хлораллилового эфира α –крезола расходуется полностью, тогда как цис-изомер - незначительно.

Методами квантовой химии (B3PW91/6-3 lG(d)) показано, что на первом этапе перегруппировки BF₃ координируется по атому кислорода исследуемых эфиров с образованием двух близких по энергии комплексов (АЕ_1о0.3-2.2 ккал/моль), структура которых предопределяет развитие реакции по двум направлениям: согласованный [3,3]-сигматропный сдвиг через перициклическое переходное состояние и внутримолекулярная миграция аллильного фрагмента в орто-положение ароматического ядра через образование лг-комплекса. В присутствии катализатора наблюдается понижение энергии активации переходных состояний (на 8-15 ккал/моль) по сравнению с термическим вариантом (д.х.н. Кантор Е.А., УГНТУ).

2009

Разработан новый однореакторный метод синтеза замещенных алкокси- и гидроксициклопропанов с выходами >85%, основанный на реакции алифатических и ароматических α-олефинов с RA1C12 или А1С13 и эфирами карбоновых кислот в условиях (ТГФ, 20°С, 5 ч) под действием катализатора Cp₂ZrCl₂ (5-10 мол. %). Реакция имеет общий характер и позволяет синтезировать тризамещённые алкоксициклопропаны в случае арилолефинов и гидроксициклопропаны из алифатических α-олефинов.

Впервые разработан эффективный общий метод однореакторного превращения моно- и дизамещённых ацетиленов, в том числе пропаргиловых спиртов и пропаргиламинов в соответствующие замещённые моно- и бисциклопропаны с выходами 75-95% путём взаимодействия указанных классов ацетиленов с R3AI и CH₂l2 в условиях (20-40 °С, 3 ч). Метод даёт возможность синтезировать, исходя из ацетиленов и карбеноидов алюминия R₃A1-CH₂I₂, наряду с циклопропанами и алюминийсодержащие циклопропаны, что открывает новые возможности в химии малых циклов.

Впервые осуществлено циклоалюминирование метиленциклопропанов с помощью RA1C1₂ в присутствии акцептора ионов хлора - металлического магния в растворе ТГФ и катализатора Cp₂ZrCl₂ (5-10 мол%) с получение транс-замещенных3,4-бис-циклопропилалюминациклопентанов, гидролиз которых приводит к
бис-циклопропанам с высокими выходами.

Разработан промышленно перспективный способ синтеза практически важных пропаргиламинов с количественными выходами (90-98%), в том числе содержащих функциональные группы аминометилированием терминальных моно- и α,ω-диацетиленов с помощью гем-диаминов под действием гомогенных комплексных катализаторов на основе солей и соединений Си, Sm (CuCl, CuCl₂, Sm(NO₃)₃∙6H₂O), в том числе закреплённых на А1₂Оз.

Для развития нанотехнологий и создания перспективных для промышленной реализации наноматериалов выполнены фундаментальные исследования по селективной функционализации
С₆₀- и С₇₀-фуллеренов с помощью диазосоединений различной
структуры. Разработан эффективный каталитический метод селективного синтеза функциональнозамещённых гомо- и метанофуллеренов, основанный на (2+1)-циклоприсоединении диазоалканов, диазоциклоалканов, диазоацетатов и диазокетонов, в том числе полученных на основе природных терпенов, стероидов и аминокислот к С₆о- и С₇о-фуллеренам с использованием трехкомпонентного катализатора (Pd(acac)₂-PPh₃-AlR₃). Способ открывает новые перспективы для получения функциональнозамещённых фуллеренсодержащих полимеров, высокоэффективных присадок к маслам для высоконагруженных механизмов и машин, а также современных избирательно действующих лекарственных препаратов.

Разработаны уникальные присадки к маслам на основе серусодержащих фуллеренов - метанофуллеренов, синтезированных (2+1)-циклоприсоединением диазопроизводных этиловых эфиров d,l-метионина к С₆₀-фуллерену в растворе о-дихлорбензола с участием трехкомпонентной системы Pd(acac)₂-4PPh₃-4AlEt3 (80 °С, 30 мин.). Использование серасодержащих карбоксиалкилметанофуллеренов в количестве 0,1 мол % в составе известных промышленных присадок, например, ДФ-11 или сульфидированных тетрамеров пропилена и высших α-олефинов позволяет уменьшить расход последних в 5-10 раз при сохранении высокой эффективности (академик АН РБ, чл.-корр. РАН Джемилев У.М., ИНК РАН).

2009

Изучена мультикомпонентная гетероциклизация альдегидов и сероводорода с алифатическими три- и тетрааминами, гетерофункциональными анилинами, гидразинами и карбамидами. Установлено, что гетероциклизация диэтилентриамина и триэтилентетраамина с альдегидами (RCHO, R=Me, Et, ⁿPr) и сероводородом проходит селективно по первичным аминогруппам с образованием бис-2,4,6-триалкил-1,3,5-дитиазинанов. Полипропиленполиамины (спермидин, спермин) промотируют гетероциклизацию формальдегида с сероводородом в синтезе тиакраунэфиров. Разработан селективный синтез 1,7-диокса-З,5,9,11-тетратиациклододекана, который проявляет фунгицидный эффект в отношении микроскопического гриба Pactilium dendroides - паразита культурного шампиньона.

Определена хемоселективность мультикомпонентной реакции анилинов с тиометилирующей смесью «CH2O-H2S» в синтезе N-арилзамещенных 1,3,5-дитиазинанов, 1,3,5-тиадиазинанов и 1,5-дитиа-3,7-диазациклооктанов в зависимости от типа и взаимного расположения заместителей в исходных анилинах, соотношения реагентов, температуры и времени реакции.

Гетероциклизацией гидразина с альдегидами (R-CHO, где R = Me, Et, ⁿPr, ⁿBu, ⁿPent, Ph, Ph-ОСНз) и H₂S синтезированы и выделены
стереоизомерные 2,4,6,8-тетразамещенные-3,7-дитиа-1,5-диазабицикло[3.3.0]-октаны. По данным РСА и ЯМР ¹Н и ¹³С определена
стереохимия ТТТ тетраалкилзамещенных 3,7-дитиа 1,5-диазабицикло [3.3.0]октанов.

Мультикомпонентная конденсация карбамида с СН₂О и H₂S в присутствии BuONa приводит к образованию макрогетероцикла и моно-1,3,5-дитиазинана в соотношении 6:1, а тиосемикарбазид в этих условиях образует исключительно N-(1,3,5-дитиазинан-5-ил)карбамид (чл.-корр. АН РБ Кунакова Р.В., УГАЭС).

2008

Для разработки эффективных ингибиторов кислотной коррозии металлов по методу аминоперегруппировки Кляйзена синтезирован ряд ариламинов. Определены показатели кислотности (рК_а), показатели основности (рК_в), и рассчитаны квантовохимические параметры молекул. Изучено ингибирование процесса коррозии стали марки 08 кп в присутствии 0,2% ингибитора в 20%-ном растворе соляной кислоты при температуре 40°С.

Установлена корреляция между общей энергией молекулы и ее защитным эффектом. Коэффициент корреляции, определенный методом регрессионного анализа составляет 0,891.

Предложена структура эффективного ингибитора кислотной коррозии металлов - n-(1-метил-2-бутенил)анилин, который снижает скорость коррозии стали в 38 раз (д.х.н. Кудашев Р.Х., БГАУ).

Подпрограмма 10.5. Энерго- и ресурсосберегающие технологии для создания инновационной продукции.

2008

С целью квалифицированной утилизации побочных продуктов процесса получения минерального удобрения (сульфата аммония) изучены физико-химические свойства, групповой углеводородный состав, деэмульгирующие свойства органической части отработанной серной кислоты установки сернокислотного алкилирования изопарафинов олефинами. Содержание моногидрата H₂SO₄составляет 70 % масс., воды - 8 % масс., органической части - 22 % масс. (сульфокислоты, сульфоэфиры - 6,20 % масс., фракция с Т_кип.=115-160⁰С - 6,72 % масс., сухой остаток - 9,08 % масс).

Содержание серы в побочном продукте, образующимся при утилизации отработанной серной кислоты, составляет 24-28%, сульфокислот - до 23 %. Методом газожидкостной хроматографии определен групповой углеводородный состав: парафино-нафтеновые углеводороды - 37,7 % масс., ароматические углеводороды - 24,6 % масс., смолы - 8,8 % масс., асфальтены - 28,9 % масс. Продукт обладает поверхносто-активными свойствами, снижая поверхностное натяжение на границе «нефть-дистиллированная вода» от 19,72 мДж∙м^-2 до 8,1 мДж∙м^-2(д.х.н. Кудашева Ф.Х., БГУ).

2009

Известен способ утилизации отработанной серной кислоты установки сернокислотного алкилирования изоалканов олефинами с использованием ее в процессе получения минерального удобрения - сульфата аммония. Однако в результате проведения процесса образуется побочный продукт, представляющий собой органическую часть отработанной серной кислоты.

Показана возможность использования органической составляющей отработанной серной кислоты в составе топливной композиции, в качестве поверхностно-активной присадки стабилизирующей тяжелые нефтяные фракции, и в составе композиций для добычи нефти.

Определен состав органической составляющей: содержание сульфокислот составляет 35 % масс., фракции (Т⁰кип =115-160 ⁰С) - 35 % масс., воды-20% масс.; остатка этилового спирта-10% масс.

По мере увеличения в смеси содержания топочного мазута фактор устойчивости без внесения органической составляющей в качестве стабилизатора снижается от 0,42 до 0,3. Увеличение концентрации стабилизатора – органической составляющей от 0,5 до 3 % масс., сопровождающееся возрастанием коллоидной устойчивости, обеспечивает повышение агрегативной устойчивости, что в значительной степени компенсирует эффект роста содержания мазута в композиции. Дальнейшее увеличение содержания не приводит к превышению стабилизирующего действия. Снижение дозы стабилизатора ниже 0,5 % приводит к уменьшению агрегативной устойчивости топливной композиции.

Для оценки вытеснительной способности растворов органической составляющей проводилось измерение коэффициента нефтевытеснения, на насыпных моделях пласта при 18-20 ⁰С и перепаде давления, обеспечивающем реальную скорость перемещения водонефтяного контакта. Органическая составляющая повышает коэффициент нефтевытеснения от 12,10 до 93,00%. Коэффициент нефтевытеснения составляющий 93,00% достигается при концентрации реагента 10 % масс. (д.х.н. Кудашева Ф.Х., БГУ).

2010

Разработаны условия синтеза и наработаны модифицированные олиго-мерные продукты, содержащие анионо- и катионоактивные группы, на основе 1,2-полибутадиена и α-олефинов, представляющие интерес для использования в составе битумов в качестве комплексных модификаторов. Показано, что введение модифицированных олигомеров в битум не только обеспечивает эффективное сцепление битума с минеральным наполнителем, но и повышает морозостойкость битумной композиции и увеличивает температурный интервал ее работоспособности. Комплексные олигомерные модификаторы рекомендованы для практического использования в составе битумных композиций с целью улучшения их эксплуатационных свойств.

Разработаны и испытаны составы полимерно-битумных композиций на основе битума, синдиотактического 1,2-полибутадиена и индустриального масла, характеризующиеся высокой тепло- и морозостойкостью и имеющие температурный интервал работоспособности на 20-39 °С превышающий аналогичный показатель для исходного битума. Показана возможность существенного повышения теплостойкости битумного компаунда при использовании в его составе бикомпонентной смеси полимеров: 1,2-СПБ и дивинилстирольного тер-моэластопласта ДСТ-30. Рецептуры пластифицированных полимерно-битумных композиций на основе 1,2-СПБ и его смеси с ДСТ-30 рекомендованы для практического использования в дорожном строительстве с целью повышения эксплуатационных свойств и долговечности автодорожных покрытий.

Разработаны составы асфальтобетонных композиций нового поколения с повышенной морозостойкостью и улучшенными технологическими свойствами («холодного асфальта»), содержащие в качестве полимерного модификатора синдиотактический 1,2-полибутадиен, которые могут быть рекомендованы для использования в дорожном строительстве при пониженных температурах (до-10°С) при ремонте асфальтобетонного покрытия в межсезонье (д.х.н. Абдуллин М.И., БГУ).

2009

Разработаны технологии получения циклической этиленмочевины и тиомочевины на основе N1N1 - бис – (пиперазиноэтил) этилендиамина (гексамина). Разработана технология получения модифицированных производных полиэтиленполиаминов – модифицированных имидазолинов, полиамидов на основе этилендиамина и полиэтиленполиаминов и насыщенных и ненасыщенных монокарбоновых кислот, нитрила акриловой кислоты, оксиалкенилов, аммиака, альдегидов и кетонов (д.х.н. Загидуллин Р.Н., СФ АН РБ).

2009

Разработана методика тестирования стойкости полимерных электроизоляционных материалов в пластовой жидкости с возможностью моделирования реальных условий эксплуатации нефтекабелей.

Установлено, что стойкость полимерных материалов в различных нефтепродуктах зависит как от химической природы базового полимера, так и условий окружающей среды и существенно меняется при переходе от испытаний в маслах (бензинах, дизтопливе) к пластовой жидкости, представляющую собой сложную водо-газо-нефтяную смесь.

Среди протестированных полимерных компаундов наилучшей стойкостью к нефтепродуктам характеризуется термоэластопласт марки ТЭП-PVC 0201К, что подтверждено технологическими испытаниями образцов кабельных изделий. Материал рекомендован к применению в качестве защитной оболочки кабелей питания УЭЦН с температурой эксплуатации до +140^оС при добыче нефти в Западно-Сибирском регионе на глубинах до 2500-3000 м.

2010

Показана высокая эффективность метода диэлектрической релаксационной спектроскопии для изучения гетерофазных полимерных структур - «динамически» вулканизованных смесей полипропилена с различными каучуками (ДТЭП): максимумы дипольных потерь значительно разнесены по температурам и области переходов эластомерной и термопластичной фаз не перекрываются. Выявлен эффект влияния силоксанового каучука на структуру и физико-механические свойства тройного ДТЭП (1Ш+СКЭПТ+ПМВС), чтопозволяет расширить температурный диапазон эксплуатации материалов как в области низких, так и высоких температур(академик АН РБ Гимаев Р.Н., БГУ).

2009Зимин

Установлена высокая эффективность применения ультразвука для получения наночастиц металлов и их оксидов. Изучение образцов на содержание наночастиц и дисперсный состав проводились на спектрофотометре Photocor-Complex и с помощью сканирующего зондового микроскопа Sоlver Pro-M фирмы NT-MDT.

Образование наночастиц восстановлением двухвалентной меди возможно как за счет выделения энергии в локальных микроскопических областях системы в результате пульсации и схлопывания пузырьков в жидкости в присутствии восстановителей, так и за счет генерации высокоактивных восстановителей типа электронов, радикалов и возбужденных частиц. В присутствии альдегидов при кратковременном воздействии ультразвука на смеси глицерина и реактива Фелинга происходит образование частиц с размером порядка 40-80 нм.

При ультразвуковом воздействии на смесь глицерина, предварительно очищенного от альдегидов реактивом Фелинга происходит восстановление двухвалентной меди до одновалентного оксида меди и металлической меди. Наночастицы оксида одновалентной меди характеризуются полидисперсностью, а их размерность составляет 10-20 нм.

Образование наночастиц металлов при воздействии ультразвука на растворы, содержащие соли металлов, связано с генерацией высокоактивных восстановителей типа электронов, радикалов и возбужденных частиц.

Установлено, что препараты на основе наносуспензии оксида меди проявляют высокую противогрибковую активность: при дозе 100 г/т обработка естественно зараженных семян пшеницы позволяет полностью подавить развитие гнилостных грибов (д.х.н. Зимин Ю.С., БГУ).

2010

Проведены исследования по получению ультрадисперсных суспензий, содержащих наноразмерные частицы палладия, платины, кобальта и никеля, при воздействии ультразвука. При кратковременном воздействии ультразвука на смесь глицерина, содержащего формалин и ионы исследуемых металлов, происходит образование более крупных наночастиц, чем без применения формалина. Наиболее мелкие наночастицы с узким дисперсным составом получены при восстановлении палладия со средневесовым размером порядка 12 нм в присутствии формалина и 9 нм без формалина.

Суспензии наночастиц, полученные при воздействии ультразвука подвержены агломерации со временем: для палладия через 6 дней размеры частиц в растворе с формалином увеличились с 12 нм до 37 нм, а в растворе без формалина – с 9 нм до 52 нм. Спустя 2 месяца образуется налет в виде «серебряного зеркала», что свидетельствует о том, что наночастицы металлического палладия оседают на стенках стеклянного сосуда.

При восстановлении кобальта и никеля воздействием ультразвука образуются суспензии наночастиц этих металлов с дисперсным составом от 1 нм до 1 мкм и более со средневесовым размером 108 нм и 312 нм, соответственно.

Проведение процесса восстановления никеля при воздействии ультразвука в неполярных растворителях малоперспективно, поскольку химико-акустический выход электронов, радикалов и возбужденных частиц в этих условиях низок из-за вязкости и полярности среды (д.х.н. Зимин Ю.С., БГУ).

2010 Кутепов

Изучено влияние состава реакционной смеси, коллоидной затравки, температуры и продолжительности термохимических обработок метакаолина в щелочных растворах на химический и фазовый составы, а также на характеристики текстуры образующихся материалов. Разработаны синтезы высокодисперсных и гранулированных цеолитов А и X без связующих веществ, которые основаны на кристаллизации метакаолина в растворах гидроксида и силиката натрия, соответственно.

Высокодисперсные цеолиты А и X с близкой к 100% степенью кристалличности образуются из метакаолина при следующих условиях его кристаллизации:

А - состав PC (2,0.2,4)Na₂O'Al2O342,0-2,2)SiO₂460-100)H₂O, 25-30 °С(1ч), 60 °С (20ч);

X - состав PC (2,3-2,6)Na2O-Al2O3-(3,0-3,5)SiO2-(60-80)H₂O, 25-30 °С (8ч), 96°С (24ч);

Кристаллизация метакаолина в щелочных растворах в цеолиты А и X осуществляется через стадию образования рентгеноаморфного алюмосиликата натрия, близкого по химическому составу к составу кристаллизующегося цеолита.

Способы приготовления из метакаолина гранулированных цеолитов А и X без связующих веществ с высокой степенью кристалличности и развитой вторичной пористой структурой включают следующие стадии: кристаллизацию порошкообразного метакаолина в щелочных растворах в высокодисперсные цеолиты А и X, последующее смешение одного из полученных цеолитов с каолином и порообразующими добавками в массовом соотношении 1-1,3/0,3-1/0.02-0,03 и грануляцию, термообработку при 600-650°С и кристаллизацию гранул в единые сростки кристаллов цеолитов.

По адсорбционным характеристикам и механической прочности синтезированные из метакаолина гранулированные цеолитные адсорбенты без связующих веществ превосходят аналоги, приготовленные из синтетического сырья (д.х.н. Кутепов Б.И., БГУ).

Подпрограмма 10.8. Новые материалы на основе вторичных материальных ресурсов.

2008

Для создания функциональных напитков и продуктов питания изучено воздействие различных компонентов растительных настоев, применяемых в производстве бальзамов на окислительно-восстановительный потенциал клеток.

Методом спектрофотометрического анализа определено содержание флавоноидов в водно-спиртовых настоях пряно-ароматических и лекарственных растениях, влияющих на окислительно-восстановительный потенциал и клеточный обмен, что определяет состояние организма человека.

Проведены биологические испытания по воздействию на организм лабораторных животных рецептур бальзамов, оптимизированных по содержанию флавоноидов. Разработаны рекомендации для предприятий ликероводочной промышленности Республики Башкортостан по оптимизации составов бальзамов и совершенствованию технологии их производства (к.х.н. Савельева И.Г., УГАЭС).

2008

Предложена технология ректификационного разделения сивушных масел - отхода производства ОАО «Башспирт». Выделенный оптически активный (S)-(-)-2-метилбутанол (изоамиловый спирт) со степенью чистоты 99%, [α] _D²³ перспективен для получения биологически активных соединений (феромонов и ювеноидов насекомых-вредителей сельскохозяйственных культур), а также высокоэффективных экстрагентов редкоземельных металлов.

Разработаны региоселективные методы синтеза оптически активных 1,3,5-дитиазинанов, 1,3,5-тиадиазинанов и 1,3,5,7-дитиадиазооктанов, а также тиадиазолидинов на основе гидразина, перспективных лигандов для использования в асимметрическом катализе в реакциях гидрирования и окисления (чл.-корр. АН РБ Кунакова Р.В., УГАЭС).

2009

С целью получения ценного сырья для производства белково-витаминизированных концентратов для животноводства из отходов спиртового производства продолжены работы по разработке технологии углубленной переработки барды – отхода спиртового производства.

Для повышения степени сбраживания углеводов рекомендуется:

повысить степень измельчения зерна при помоле, желательно применять мелкодисперсный помол;
понизить гидромодуль при приготовлении замеса (1,8 - 2);
повысить концентрацию осахаренного сусла с сохранением высокой текучести;
повторно использовать фильтрат барды для приготовления
замеса и для проведения головного брожения.

Реализация этих рекомендаций позволит значительно сократить выход барды (до 50%). Показана возможность приготовления кормовых смесей для животноводства с повышенным содержанием кормовых единиц за счет смешения жидкой барды с сухим фуражом и последующей подсушкой пастообразной массы при значительном снижении энергетических затрат.

В качестве альтернативного варианта рекомендуется применять древесные опилки или солому, пропитанную бардой для культивирования на ней микофильного гриба Hypomyces rosellus ВКП F-242, в качестве продуцента протеолитических ферментов и других практически ценных продуктов (чл.-корр. АНРБ Кунакова Р.В., УГАЭС).

2009

В настоящее время для подавления роста и развития нежелательной микрофлоры на спиртовых производствах применяют импортные антибиотики. Использование эффективного и доступного антисептика позволяет повысить качество этилового спирта и снизить затраты на его очистку.

Проведен сравнительный анализ микробиологических и технохимических показателей мелассного питательного сусла, являющегося отходом сахарного производства, приготовленного с применением озона, и мелассного сусла, приготовленного по традиционной технологии с применением хлорсодержащих препаратов.

Установлено, что озон, вопреки распространенному мнению о его высокой токсичности, при малых дозах расхода оказывает стимулирующее действие на жизнедеятельность дрожжевых клеток. Максимальный стимулирующий эффект наблюдается при расходе 2,50x10-² ммоль озона на 200 мл сусла (к.х.н. Гаделева Х.К., УГАЭС).

Blog

Итоги деятельности Отделения химико-технологических наук за 2008 2010 гг. Уфа 2011