Geum.ru

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

Вид материалаДокументы

Содержание


Нитиг ан рб
Нитиг ан рб
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8

2010

Изучены факторы, влияющие на сокращение продолжительности брожения и увеличения степени сбраживания углеводов сырья (активирование) спиртового брожения в условиях дополнительного азотного питания, как наиболее доступного средства питания, обеспечивающего жизнедеятельность и продуктивность дрожжей. В качестве источника аминного азота предложено использовать молочную сыворотку и фильтрат послеспиртовой барды, являющихся вторичными материальными ресурсами пищевых производств и нуждающимися в квалфицированном применении. Установлено активирование деятельности дрожжей спиртового брожения Saccharomyces cerevisiae расы XII по активности деления клеток и нарастанию биомассы дрожжей. Изучена возможность использования различных источников дополнительного азотистого питания дрожжей для активации процессов дрожжегенерации и сбраживания спиртового сусла, например, мочевины. Определены основные параметры использования протеолитических ферментов синтезируемых в дрожжевых клетках для повышения активности спиртовых дрожжей и увеличения степени сбраживания углеводов в культуральной жидкости. Произведена оценка влияния внесения азотистого питания на качество спирта по содержанию органических соединений (высших спиртов, сложных эфиров) в этаноле, отгоняемом из среды культивирования дрожжей.

Установлено, что озон при малых дозах расхода оказывает стимулирующее действие на жизнедеятельность дрожжевых клеток культуральной среды. Максимальный стимулирующий эффект наблюдается при расходе 2,5х10-2ммоль/1л при активирования процесса брожения и сохранении качества производимого спирта (чл.корр. АН РБ Кунакова Р.В., д.х.н. Зайнуллин Р.А., УГАЭС)

2008

Для получения новых материалов на основе элементной
серы - крупнотоннажного побочного продукта процессов газо- и
нефтепереработки проведено комплексное изучение тиоколов с высокой степенью полисульфидности термопластичного и эластомерного типов. Композиции этих тиоколов с серой, особенно с ненасыщенными углерод-углеродными связями в органических фрагментах, характеризуются широким спектром взаимодействий (совместимость, обменные процессы, сшивка) и представляют практический интерес для создания современных материалов (серополимербетон, нетвердеющие герметики и др.) (чл.-корр. АН РБ Сангалов Ю.А., УГАЭС).


2009

Синтезированы новые тиоколовые полимеры с тетрасульфидной группировкой. Проведен хроматографический анализ исходных смесевых мономерных соединений и физико-химических свойств блок-сополимерных продуктов. Установлено, что средняя степень сульфидности мономеров - на основе 1,3-дихлорпропена с тетрасульфидом натрия и бис(2-гидроксиэтил)полисульфида (~ 4) складывается из набора 4-6 соединений с

сульфидностью как ниже, так и выше указанной.

Синтезирован и изучен методами ИК-, УФ- и ЯМР- спектроскопии ряд тиоколовых сополимеров с метиленовым, гидроксилсодержащими и другими фрагментами в органическом радикале и их композиций с серой (~ 20 образцов). Показано, что при заданной степени сульфидности природа органического фрагмента сополимеров даёт возможность регулировать ряд важных показателей: температура стеклования (положительные значения для полученных образцов), способность к структурированию (с и без добавления вулканизующих добавок). При этом сохраняются некоторые общие характерные признаки тиоколов: вязкостные характеристики в широком диапазоне значений, температура распада на уровне 1400С (чл.-корр. АН РБ Сангалов Ю.А.., УГАЭС).

2010


2009

Разработана и апробирована в опытно-промышленных условиях ГУП «БашНИИстрой» технология изготовления фосфогипсовых изделий (фасонного кирпича) с использованием отхода производства экстракционной фосфорной кислоты – фосфогипса ОАО «Минудобрения» (г. Мелеуз, Башкортостан). Фосфогипсовый фасонный кирпич характеризуется пределом распалубочной прочности при сжатии не менее 1,1МПа, плотностью 1,64 г/см3, правильной формой (д.х.н. Валеев И.М.,ГУП «БашНИИстрой»).


По финансированию на содержание учреждения

(базовое финансирование)

2008

НИТИГ АН РБ


Разработан способ получения биологически активного производного 2-аминобензимидазола - 2-бензоиламинобензимидазола, аналога известного фун­гицида «Карбендазим» (N-бензилимидазолил-2)-4-метилкарбамат (БМК). Вы­ход целевого продукта ≈ 71 %. Разработана лабораторная методика получения 2-бензоиламинобензими­дазола.

При изучении кинетики внутримолекулярной перегруппировки, протекающей при ацилировании аминобензимидазола, установлено, что происходит образование двух изомеров с первона­чальным присоединением ацильного радикала к атому азота в 1-ом положе­нии бензимидазольного кольца (20-25°С). При нагревании ацильный ради­кал переходит во второе положение с образованием 2-бензоиламинобензи­мидазола. Величина энергии активации (Еа=5,6 ккал/моль) подтверждает легкость протекания перегруппировки 1 -бензоил-2-аминобензимидазола в 2-бензоилпроизводное.

Проведены лабораторные и полевые испытания опытных образцов протра­вителей семян на основе 2-гуанидин-, 2-(5-нитро-2-окси-бензоил)-, 2-(5~хлор-2-оксибензоил)-аминобензимидазолов и комплексов N-(бензи-мидазолил-2)-4-метилкарбамата (БМК) с сульфатом меди и янтарной ки­слотой. Наилучшие результаты лабораторной всхожести семян пшеницы и эффективности борьбы с корневой гнилью, древесными грибами и мукором получены для комплексов БМК с сульфатом меди. В полевых условиях смесевые препараты на основе «Тебуконазола» в сочетании с бензимидазольными соединениями проявляют фунгицидные и анти­стрессовые свойства, по эффективности защиты от корневой гнили не­сколько уступают эталону или находятся на уровне «Тебуконазола».

Изучено влияние различных компонентов рецептуры концентрата эмульсий (КЭ) «Вигосурон» на растворимость и стабильность одного из активных ингредиентов пре­парата хлорсульфурона (ХСТ) диметилалкиламина (ДМАА) в этилгексиловом эфире «Дикамбы». Примеси, проявляющие свойства кислот, содержащиеся в эфире и избы­ток ДМАА, ускоряют разложение ХСТ. Присутствие избытка 2-этилгексанола и неонола (ПАВ) не влияет на стабиль­ность. Применение Li-, К-буферных добавок значительно повышают стабильность аминной соли ХСТ в водных растворах.

Разработаны композиционные составы водорастворимых протравителей семян на основе моноэтаноламинной соли диметилдитиокарбаминовой кис­лоты (ДМДТК), гуанидинбензимидазола, четвертичных аммониевых со­лей («Катамин АБ», диметилалкиламмоний хлорид), полимера пленкобразователя (ВПК Ф-2), моноэтаноламина, этиленгликоля. Новые композиции протравителей семян эффективно защищают яровую пшеницу от корневых гнилей и дают прибавку урожая 123% отно­сительно препаратов, используемых в качестве эталона (ТМТД, «Карбендазим», «Актамыр-К»). Смесевые протравители семян на основе «Тебуконазола» и гуанидинбензи­мидазола эффективно защищают посевы от пыльной головни пшеницы. Эффективность против корневых гнилей была на уровне или ниже эталона («Тебуконазол»).

Проведены полевые испытания экспериментальных гербицидов на ос­нове эфиров 2,4-Д и «Дикамбы», «Клопиралида», хлорсульфурона (ХСТ) в виде трехкомпонентных составов, а также различных форм «Вигосурона», «Эфилона», препаратов на основе 2-метил-4-хлорфеноксиуксусной кислоты (2М-4Х) и «Дикамбы» (хлорсульфурона) на по­севах яровой пшеницы и ячменя в опорном пункте «Тауш». Трехкомпонентные гербицидные составы в дозах 0,6-0,8 л/га показали хорошую активность на уровне эталонов – «Чисталан-экстра», «Октиген», «Тазалан» в дозах 0,7 - 0,9 л/га.

Биологические испытания различных форм и рецептур «Вигосурона» по гербицидной активности не уступают эталону («Дифезан»).

Результаты сравнительных испытаний влияния препаративной формы и действующего вещества гербицидного препарата на активность поражающего действия показывают, что порошкообразные формы «Виго­сурона» (785 г/кг в.р.п.) превосходят по активности концентраты эмульсий (450 г/л). Техническая эффективность (по урожаю) всех ре­цептур «Вигосурона» на уровне эталона («Дифезан», 363 г/л в.р.). Среди рецептур на основе «Клопиралида» (эталон – «Лонтрел») следует выделить рецептуры на основе ДЭЭА- и ДМАА-солей: поражающее действие гербици­дов проявлялось в более ранние сроки в сравнении с «Эфилоном». Полевыми испытаниями на ячмене и яровой пшенице гербицидных составов на основе эфиров 2М-4Х и дикамбы или хлорсульфурона в виде концентратов эмульсии установлено, что оба препарата при норме расхода 1,2 л/га по эффек­тивности не уступают «Чисталану» и «Октигену» с нормой расхода 0,9 л/га.

Для получения фунгицидных и бактерицидных препаратов на основе полисульфидов серы и пероксида кальция изучен процесс их механической активации с применением дезинтеграторной лабораторной установки D-109BM. Интенсивная механическая обработка, связан­ная с эффективным вмешательством в кристаллическую структуру, влияет на характер термического разложения пероксида кальция, протекающего с выделением активного кислорода, что позволяет варьировать биологическую активность пероксида. В результате применения активированной се­ры процесс получения полисульфидов Са (Na, К, Ва) существенно ускоря­ется, для двух катионов (Са и Ва) обнаружена возможность полного рас­творения исходных компонентов.

Предложен промышленный метод осаж­дения серы из концентрированных растворов полисульфидов, позволяю­щий получать наноразмерные частицы (12-15 нм) с возможностью их длительного хранения в полисульфидной фор­ме и выделением наночастиц непосредственно перед использованием в ка­честве средств защиты растений в виде гидрозолей. В отличие от фунгицида на основе коллоидной серы (частицы микронных разме­ров), субмикронные частицы позволяют получить более эффективный препарат как по биологическому воздействию на растения, так и по экс­плуатационным характеристикам. Выявлена высокая эффективность применения препаратов в качестве профилактического средства защиты саженцев сосны обыкновенной от грибковых заболеваний.

Разработана рецептура препарата для химической защиты древесины от плесневых и деревоокрашивающих грибов. Испытаниями в условиях, приближенных к производственным, установлено, что препараты из серии БК-Т (борная кислота + «Тебуконазол») обладают значи­тельно лучшей защищающей способностью по отношению к эталону («Бейзик») и борной кислоте.

Изучено влияние концентрации ПАВ на физико-химические свойства гербицидных эмульсий: количество коагулята, размер частиц дисперсной фазы, поверхностное натяжение. Показаны возможные механизмы формирования и изменения адсорбционного слоя в зависимости от концентрации ПАВ в препарате.

Предложен подход к использованию расчетных характеристик соединений и методов математической статистики для определения межфазного натя­жения в системе «ПАВ-растворитель-вода», а также пересчета коэффици­ентов распределения ПАВ в системе «октанол-вода» на другие системы «органическая фаза-вода». Разработан комплекс моделей для определения меж­фазного натяжения ПАВ в системе «ароматический растворитель-вода».


2009

НИТИГ АН РБ

Показана возможность полу­чения 2,4-дихлорфеноксиуксусной (2,4-Д), 2-метил-4-хлорфеноксиуксусной (2М-4Х), 2,4- дихлорфеноксипропионовой (2,4-ДП) и ряд других арилоксикарбоновых кислот методом твердофазного хлорирования гипохлоритом кальция при механохимической активации в мягких условиях и с высоким выходом (до 90-98 %) целевых про­дуктов.

При изучении процесса этерификации 3,6-дихлор-2-метокс-бензойной кислоты (ди­камбы) 2-этилгексиловым спиртом установлено, что высокое содержание эфира (85,6 % масс.) при низкой кислотности и минимальном количе­стве не прореагировавшей дикамбы достигается при 140°С за 40 часов при дробной подаче катализатора. Минимальный избыток 2-этилгексилового спирта - 0,3моля на моль дикамбы.

Проведены исследования по поиску методов синтеза известных анало­гов сульфонилмочевин на базе более доступного и экономически выгодного сырья. Подобран метод синтеза метилантранилата чистотой 92% и
выходом 56%.

Синтезированы и проведены биологические испытания диметилалкилаллил аммониевых и триметилалл ил аммониевых солей 2,4-Д кислоты, 3,6-дихлопиридин-2-карбоновой кислоты (клопиралида), дикамбы. Установлено, что эффективность синтезированных солей клопиралида в дозах 45 и 72 г/га равна или превосходит эталон (препарат «Лонтрел») в тех же дозах.

Наработаны комплексные соединения производных бензимидазола с сульфатом меди, проведены испытания их фунгицидной активности

По эффективности защиты от корневой гнили три соединения превосходят эталон («Карбендазим») на всей стадии развития растения, по влиянию на полевую всхожесть два соединения превосхо­дят эталон – «Тебуконазол».

Проведены исследования по применению ионогенных и неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) в рецептурах концентратов эмульсий и водных растворов герби­цидов. Диметилэтаноламин может применяться в ре­цептурах препаратов на основе 2,4-Д, 2М-4Х, дикамбы, хлорсульфурона. Показано, что водорастворимые порошки на основе диметил-С12-С14-алкиламинных солей гербицидов могут быть использованы без дополнительного введения ПАВ.

Разработан экономичный препарат общего действия (кодовый номер 1101 ВР). По активности при действии на разные группы сорняков он превосходит общепри­нятый препарат «Раундап» в 1,6-1,9 раз.

Совместно с Ботаническим садом-институтом УНЦ РАН впервые про­ведены испытания препаратов подкодовыми номерами 0901 ВР и 1101 ВР в качестве средств борьбы с карантинным однолетним сорняком циклахеной дурнишни-колистной (семейство астровые).

Введение различных ПАВ имеет разнонаправленный характер и не всегда приводит к ожидае­мому увеличению степени проницаемости рабочей жидкости в расте­ния. На примере клевера и подсолнечника показано заметное различие проницаемости в ли­стья разных растений.

Соли кислот с третичными аминами образуют диспер­сии с более крупными частицами, чем четвертичные аммониевые соли, что указывает возможные пути регулирования размеров дисперсии в рабочих жидкостях солевых форм гербицидов.

Разработан экономичный препарат 0901 ВР для широкого использова­ния в посевах зерновых культур. По стандартному показателю ЕД5о (доза гербицида, эффективно снижающая рост и развитие растений до 50%) препарат не менее, чем в 18 раз активнее препарата «Чисталан-Экстра», взятого в качестве эталона.

Обнаружена высокая фунгицидная активность микросуспензии тетраметилтиурамдисульфида (ТМТД)-ПАВ. Стандартный показатель ЕД50 для микросуспензии составляет 4-10 г/т.

Разработаны препаративные формы на основе наночастиц серы, ма­точными растворами для которых являются полисульфиды щелочных и щелочно-земельных металлов. Экспериментально определена эффек­тивность (уменьшающая поражение растений на 60-80% по сравнению с контрольными необработанными кустами) применения наночастиц серы в качестве эффективного фунгицида для смородины и цветочных культур.

Рассчитаны физико-химические, кол­лоидные и квантовохимические характеристики ПАВ. Подобраны про­граммы для расчета физико-химических характеристик катионов и анионов ионогенных ПАВ.

Получены статистически значимые уравнения, связывающих лога­рифм коэффициента распределения ПАВ в системе органический растворитель-вода. При проверке установлена прогнозирующая способность уравнений на уровне 43%.

Учитывая недостаточно высокий уровень прогноза логарифма коэффициента распределения ПАВ по регрессивным уравнениям, для создания моделей использованы искусственные нейронные сети. Составлены две нейронные сети, которые обеспечивают 100% уровень распознавания на обучающей выборке. Оценка прогнозирующей способности сетей, проведенная на ряде систем ПАВ – растворитель – вода, показывает удовлетворительное соответствие расчетных и экспериментальных данных.

2010


Показана возможность синтеза крезоксипропионовой кислоты и хлорирования крезоксипропионовую кислоту (КПК) гипохлоритом кальция до 2-метил-4-хлорфеноксипропионовой кислоты с использованием механохимического воздействия в планетарно-шаровой мельнице.

Установлено, что при интенсивном механохимическом воздействии происходит образование активированного комплекса. Определен состав комплекса при механохимическом взаимодействии арабиногалактана исходного (АГ) и хлорсульфона, рассчитаны его константы.

Выявлена высокая гербицидная активность комплекса на основе АГ – ХСТ (хлорсульфурон). Показано, что препаративная форма обладает существенно меньшей токсичностью по сравнению с исходным ХСТ. Стабильность активированных комплексов АГ – ХСТ в сухом виде не падает, а в буферном растворе повышается с увеличением содержания АГ.

Осуществлена механоактивация серы с полисахаридами для изменения водорастворимости серы, получены порошки на их основе, характеризующиеся хорошей смачиваемостью. Препараты перспективны в качестве добавок к кормам животным.

Спектрофотометрически доказано образование комплексов 2-бензоиламинобензимидазола с солями меди, установлено их строение, показана возможность получения их механохимическим способом.

Установлена низкая стабильность хлорпентена, который подвержен гидролизу (щелочному, а в большей степени кислотному), алколизу. Это приводит к снижению выхода целевого продукта – 2,4-дихлорфенил-1-метилбут-2-ен-1-иловому эфира, который способен к внутримолекулярным перегруппировкам при температурах выше 145 0С.

Осуществлен твердофазный синтез 2,4-дихлорфенил-1-метилбут-2-ен-1-иловому эфира без использования растворителя.

Разработана методика синтеза четвертичных аммониевых солей клопиралида, изучены их физико-химические свойства.

Установлено, что количество ПАВ, распределенное в водной фазе и на поверхности раздела фаз гербицидной эмульсии, зависит от объема препарата и воды. При увеличении объема препарата происходит увеличение количества ПАВ адсорбированного на поверхности раздела фаз вплоть до оптимального значения, после чего процесс адсорбции стабилизируется.

Для описания катионных ПАВ рассчитан ряд энергетических, геометрических и топологических характеристик: теплота образования, дипольный момент, энергии граничных орбиталей, радиусы и площади проекции ионов и т.д.

Рассмотрена зависимость расчетных свойств катионов с log ККМ катионных ПАВ на примере бромидов алкилсодержащих аммония и пиридиния. Значимые коэффициенты корреляции log ККМ на уровне Р <0,01 наблюдаются с семью параметрами катионов: энергией ВЗМО, дипольным моментом, параметром, характеризующим распределение в системе октанол-вода, энергией Дрейдинга, максимальной площадью проекции катиона, поляризуемостью, индексом Винера, поверхностью катиона, рассчитанной с учетом вандерваальсовых радиусов.

На основе нескольких групп катионных ПАВ построены опытные нейронные сети. Входными параметрами являются расчетные характеристики катионов и анионов ПАВ, которые обеспечивают 100% уровень распознавания log ККМ на обучающей и тестируемой группах ПАВ. Определены log ККМ для синтезированных соединений: диметилалкил(С12-С14)аминные соли 2,4-Д, дикамбы и клопиралида и диметилалкил(С12-С14)аллиламониваемая соль клопиралида. Установлена хорошая сходимость расчетных и экспериментальных данных.

Показано, что изменение концентрации диметилалкиламина (ДММА) соли дикамбы от 0,1 до 1 % существенно не влияет на изменение размера мицелл.

Методом смыва с использованием ВЭЖХ-анализа измерена адсорбция действующих веществ гербицидов листьями растений. На примере солей клопиралида установлено влияние природы катиона на скорость процесса, проведено сопоставление динамики абсорбции и диффузии через ацетилцеллюлозную мембрану.

Измерением электрического сопротивления на подсолнечнике экспериментально установлено, что ДМАА соль 2,4-Д (2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты) обладает наилучшими характеристиками начальной стадии продвижения с листовой поверхности в растение по сравнению с водными растворами 2,4-Д и препарата «Октапон».

Установлено повышение фунгицидной активности производных бензимидазола в присутствии моносахаров глюкозы, фруктозы, ксилозы.

Разработан улучшенных вариант препаративной формы смесевого препарата «Якшиген» и «Катамин АБ» в водной дисперсионной среде с использованием отечественных ПАВ.

Найдено оптимальное соотношение для смесевого препарата «ТМТД:Биопаг» для подавления смесевых гнилей.

Установлено, что препараты с использованием этиленгликоля в качестве дисперсионной среды превосходят по фунгицидной активности препараты с водной дисперсионной средой.

Показаны ростостимулирующее действие и высокая фунгицидная активность пентабората аммония, сравнимая с активностью препарата «Актамыр».

Определены оптимальные условия получения механоактивированных комплексов как на основе тебуконазола (ТБК) и полисахаридов, так и их смесей с серой, которые могут быть перспективны в качестве фунгицидов.

Разработаны способы получения дисперсий серы в субмикронном диапазоне, которые устойчивы во временном интервале достаточном для нанесения их на поверхность растений.

Показан различный характер реакции кристаллической решетки на ударные воздействия в дезинтеграторе.

Определены различия в структурных и термодинамических изменениях при механической обработке веществ в центробежной и планетарной мельницах.

Создан новый водорастворимый гербицидный препарат для борьбы с широким спектром однолетних и многолетних двудольных сорняков в посевах пшеницы с предельно низкой нормой расхода действующих веществ. Продолжена разработка препарата общего действия на основе тетраметилендиаминной соли глифосата.

При изучении закономерностей связи «структура-пестицидная активность-токсичность» выявлены сложные молекулярные фрагменты, повышающие пестицидную активность и снижающие токсичность гетероциклических соединений с фунгицидной, инсектицидной и росторегулирующей активностью.

Установлено, что молекулы, содержащие фрагменты расчетной группы токсофоров, способны в процессе биотрансформации вызывать хроническое токсическое действие на живые организмы, не смотря на их экспериментально установленные малотоксичные свойства.

Сформирован банк математических моделей оценки пестицидной активности и интервальных уровней токсичности гетероциклических соединений. В банке 12 моделей оценки фунгицидной, 8 – инсектицидной, 7 – росторегулирующей активностей и 212 моделей прогноза токсичности с показателями правильности оценки 71-97 %. Сформирован информационный банк, содержащий оценки влияния функциональных групп и их сочетаний на комплекс биологических свойств «пестицидная активность-токсичность» и данные для определения оптимального целенаправленного моделирования биологических свойств гетероциклических соединений. Организованы 6 модельных комплексов и реализован алгоритм автоматизированной оценки пестицидной активности и интервальных уровней токсичности гетероциклических соединений.

Copyright © 2023. All rights Reserved.