Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2015 номер 5

По реакции Пикте - Шпенглера из гомовератриламина и формальдегида получен 6,7-диметокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолин. Алкалоид сальсолидин выделен из растения Salsola richteri Karel. Взаимодействием дигидрокверцетина (ДГК) c 6,7-диметокси-1,2,3,4-тетрагидроизохинолином и сальсолидином по реакции Манниха синтезированы гетероциклические монозамещенные конъюгаты ДГК. Электрофильное замещение происходит только по 6-положению ДГК; образование других продуктов не наблюдалось. Синтез производных проводили в изопропиловом спирте при температуре 20-25 °С и соотношении ДГК/изохинолин/формалин = 1 : 1 : 1.

Проведен подбор оптимальных условий получения микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) делигнификацией древесины березы пероксидом водорода в присутствии сернокислотного катализатора для получения МКЦ с низким содержанием лигнина и гемицеллюлоз. Методами ИКС, РФА, ДТА-ДСК, РФЭС, СЭМ и элементного анализа изучена эволюция МКЦ в пористые углеродные материалы (ПУМ) в процессе пиролиза в интервале температур 200-800 °С. Установлено, что в зависимости от конечной температуры пиролиза и скорости нагрева выход и удельная поверхность твердых продуктов пиролиза варьируют в пределах 97.3-18.3 мас. % и 1-473 м²/г соответственно. Наиболее значительные потери массы МКЦ наблюдаются в интервале температур пиролиза 300-400 °С. Увеличение скорости нагрева при пиролизе МКЦ снижает выход ПУМ и способствует развитию их пористой структуры. В интервале температур пиролиза 400-500 °С МКЦ подвергается только частичной карбонизации, а твердые продукты находятся в виде углеродных волокон и клубков целлюлозы.

Впервые исследован элементный состав гуминовых кислот (ГК) сапропелей озер Среднего Приобья и юга Обь-Иртышского бассейна Западной Сибири, сформированных в различных гидротермических и экологических условиях. Выявлены специфические особенности их элементного состава (содержание элементов, атомные отношения, степень окисленности), указывающие на соотношение ароматической и алифатической частей, а также на условия, в которых протекает процесс гумификации. Содержание азота в ГК сапропелей Новосибирской области почти в два раза выше по сравнению с ГК сапропелей Ханты-Мансийского АО. Установлено, что для ГК сапропелей южной части Западной Сибири отношения Н/С изменяются в пределах 0.83-1.19, а для ГК территории Среднего Приобья - от 0.87 до 1.24. Это свидетельствует о меньшей степени бензоидности  и “зрелости” макромолекул таежного региона. По степени окисленности  ГК сапропелей имеют восстановленную форму и отрицательную величину , за исключением ГК сапропелей некоторых озер Среднего Приобья, для которых установлены окисленные формы и положительные значения . Результаты работы могут быть использованы при крупномасштабной оценке месторождений сапропелей, служить источником информации для получения гуминовых препаратов. Исследования необходимы для создания технологий производства новых видов продукции для сельского хозяйства, медицины и техники.

Предложена методика определения компонентов эфирного масла Pelargonium graveolens L’Her производства Таджикистана методом тонкослойной хроматографии (ТСХ). В качестве стандартных образцов веществ свидетелей (СОВС) выбраны цитронеллол, гераниол, линалоол, фенилэтиловый спирт. В результате работы определены следующие условия хроматографирования: элюирующая система - бензол/хлороформ (1 : 1), детектирующий реагент - 5 % спиртовой раствор фосфорномолибденовой кислоты, объем наносимой пробы 5 мкл, концентрация 0.005 г/мл. Установлено, что на разделение компонентов эфирных масел герани душистой влияет полярность элюента. Оптимальное значение полярности системы составляет 3.19. На хроматограммах эфирного масла герани душистой производства Таджикистана наблюдается семь пятен, четыре из которых идентифицированы по величине R f и положению пятен СОВС. Результаты показали, что хроматографический профиль эфирного масла исследуемого растения отличается от эфирного масла другого производителя, эфирных масел со схожим составом (цитронелловое и лемонграссовое) и распространенных легкодоступных масел (лаванды и шалфея). Хроматографические профили различаются по наличию дополнительных пятен с разным количеством, размером и расположением. Полученные данные свидетельствует о возможности применения метода ТСХ в качестве экспресс-метода идентификации эфирного масла герани производства Таджикистана.

Показано, что предварительная поверхностная модификация базальтовых волокон путем нанесения оксидных покрытий повышает устойчивость волокон в щелочной среде бетонной матрицы. Установлено, что незащищенное волокно подвергается наибольшей коррозии в среде бетонной матрицы по сравнению с волокнами, покрытыми диоксидом титана или диоксидом циркония. Положительный эффект от повышения щелочестойкости волокон путем нанесения защитных покрытий сопровождается незначительным снижением прочности на сжатие фибробетона, причем прочность на сжатие уменьшается в ряду: волокно без покрытия - волокно с покрытием из диоксида титана - волокно с покрытием из диоксида циркония. Изменяя химическую природу защитного покрытия, можно влиять на степень адгезии между волокном и бетонной матрицей и, как следствие, на механические свойства фибробетона.

Вместо существующего подхода к оценке состава и свойств веществ и материалов на основе концепции “абсолютного доверия” к результатам измерений предложена концепция “приемлемого риска” нарушения границ статистического интервала. На примерах контроля качества воды показано, что, хотя новый подход, как и существующий, не позволяет по результатам выборочных исследований обеспечить полную безошибочность заключений о контролируемых показателях, он гарантирует заданный уровень надежности (риска) оценок, необходимый для принятия корректных научных и управленческих решений. Показано также, что пониженный риск ошибочного признания соответствия контролируемых показателей установленным требованиям при фактическом несоответствии может быть обеспечен путем замены “нестрогого” способа ограничения величин “строгим”.

С 29 июня по 5 июля 2015 г. в Республике Бурятия (Улан-Удэ - оз. Байкал, с. Гремячинск и с. Горячинск) проходила очередная Всероссийская научная конференция с международным участием “II Байкальский материаловедческий форум”. В рамках форума были представлены доклады, выставка документов и фотоматериалов, а также показаны фильмы, посвященные памяти крупных отечественных материаловедов, чл.-кор. АН СССР М. В. Мохосоева (1932-1990 гг.) и академика РАН Ф. А. Кузнецова (1932-2014 гг.).

В последние десятилетия в РФ сложилась устойчивая ситуация, когда продажи импортных биопрепаратов для медицины, ветеринарии и сельского хозяйства составляют 70-80 % в денежном выражении, а отечественных - 60-70 % в физическом исчислении.

Использование природных олигосахаридов и полисахаридов в качестве комплексантов для доставки лекарственных соединений существенно повышает их терапевтическую активность и стабильность при хранении, а также значительно снижает побочные эффекты. Применение современных физических методов исследования молекулярных процессов позволяет получать уникальную информацию о строении, динамике и физико-химических свойствах супрамолекулярных комплексов включения лекарственных соединений. В представленном обзоре проиллюстрированы возможности применения физических методов для исследования средств доставки лекарственных соединений в твердой фазе и в растворах, а также для установления механизмов повышения биодоступности лекарственных соединений в составе комплексов включения.

Рассмотрена модифицированная технология получения арабиногалактана из древесины лиственниц сибирской и Гмелина, основанная на водной экстракции арабиногалактана в ультразвуковой установке, фильтрации полученного экстракта, разделении его на фракции методом ультразвукового распыления и концентрировании в вакуумно-ротационном испарителе. Далее концентрат осаждают в органическом растворителе, промывают, сушат и измельчают. Примечательно, что экстракция арабиногалактана осуществляется без предварительной экстракции дигидрокверцитина.

Путем твердофазной механохимической обработки субстанций ряда бензимидазольных антигельминтных лекарственных веществ с водорастворимыми полимерами - поливинилпирролидоном, гидроксиэтилкрахмалом, полисахаридом арабиногалактаном (из древесины лиственниц Larix sibirica и Larix gmelinii ) получены межмолекулярные комплексы типа “гость - хозяин”, обладающие повышенной водорастворимостью. Проведены их физико-химические исследования. Обнаружено повышение антигельминтной активности полученных препаратов на разных лабораторных моделях гельминтозов, которая подтверждена в производственных опытах на овцах, спонтанно инвазированных нематодами желудочно-кишечного тракта, при снижении дозировки субстанции в 9-10 раз.

Описторхоз - широко распространенный гельминтоз на территории Европы и Азии, сопровождающийся такими осложнениями, как дисфункция желчного пузыря, холецистит, холангит, абсцесс печени, камни желчного пузыря. Препарат празиквантел, применяемый в настоящее время для лечения описторхоза, недостаточно эффективен. Описано механохимическое получение межмолекулярных комплексов антигельминтного вещества альбендазола с полисахаридом арабиногалактаном. Исследована их противоописторхозная активность in vivo на лабораторных животных. Показана возможность создания новых лекарственных препаратов на основе альбендазола, которые по эффективности превышают празиквантел.

Методом механохимической активации получены фитокомпозиции на основе гиностеммы пятилистной Gynostemma pentaphyllum (ГП) и арабиногалактана (АГ). Добавление АГ в обрабатываемую смесь способствует образованию водорастворимых межмолекулярных комплексов с повышенной биоусваиваемостью биологически активных веществ, а также повышает растворимость фитокомпозиции в воде. Во всех активированных образцах экстрактивность сапонинов из ГП повышается в 3.4-4.7 раза. На модели гиперлипидемии у мышей при однократном внутрибрюшинном введении Полоксамера-407 показано гиполипидемическое действие образцов на основе ГП. Введение композиции ГП/АГ в соотношении 1 : 2 (по массе) привело к снижению уровня холестерина и триглицеридов на 56 и 63 % соответственно. Также на модели высокожировой диеты у крыс подтверждено гиполипидемическое действие исследуемой фитокомпозиции: уровень триглицеридов и холестерина снижался на 46 и 29 % соответственно по сравнению с контрольными животными, получавшими жировую диету.

С использованием методов механохимии получены перспективные многокомпонентные композиции препаратов для комплексной защиты растений. Благодаря применению полисахаридов, в частности арабиногалактана (из древесины лиственниц Larix sibirica и Larix gmelinii), полученные протравители семян на основе тебуконазола характеризуются улучшенными физико-химическими, технологическими и биологическими параметрами. Испытания препаратов в лабораторных условиях свидетельствуют о синергизме биологических свойств, что проявляется в ускорении роста культурного растения, устойчивости корневой системы к болезням и в увеличении урожайности яровой пшеницы при снижении нормы расхода действующих веществ препаратов. Показано, что межмолекулярные комплексы тебуконазола на основе арабиногалактана обладают высокой биологической активностью при сниженном расходе препарата.

C привлечением методов изотермического насыщения и УФ-спектроскопии в фосфатном буферном растворе (рН 7.4) исследовано комплексообразование производного 1,2,4-тиадиазола, проявляющего биологическую активность в терапии болезни Альцгеймера, с β- и гидроксипропил-β-циклодекстринами. Показано, что при образовании комплексов стехиометрического состава 1 : 1 происходит включение бензольного кольца молекулы “гостя”, которое удерживается в макроциклической полости “хозяина” преимущественно за счет гидрофобных взаимодействий. Гидроксипропил-β-циклодекстрин проявляет более высокую по сравнению с β-циклодекстрином комплексообразующую и солюбилизирующую способность по отношению к рассматриваемому биологически активному соединению.

Получены композиционные материалы на основе хитозана с молекулярной массой 190 000 а. е. м. и гидроксиапатита со средним размером частиц 20-30 нм различной степени наполнения. Определено оптимальное количество гидроксиапатита (0.03 и 1 мас. %) для модифицикации, обеспечивающее повышение прочности пленок на 20 %. Выявлено периодическое изменение размеров зерен полимера в процессе модифицирования. Изучено влияние на свойства полученных прессованием высоконаполненных композиционных материалов таких параметров, как соотношение компонентов, давление прессования и формовочная влажность. Для полученных образцов определены плотность, прочность на разрыв и удлинение, прочность на сжатие и кажущаяся плотность.

Отмечена целесообразность применения в растениеводстве достигнутых в медицине результатов в создании нанофармацевтических материалов с резко повышенной антимикробной активностью. Установлено, что они обеспечивают защиту растений против патогенов и неблагоприятных воздействий абиотической природы. Стимулирующее действие нанопрепаратов висмута и серебра на длину проростков и корней яровой пшеницы в 1.2-1.3 раза превышает контроль. Обнаружено фунгицидное действие нано-препаратов, снижающих развитие болезни (корневые гнили) в 2-4 раза. Предложены оптимальные концентрации и нормы расхода нанопрепарата висмута для производственных испытаний в зернопроизводстве. Биологически активный нанопрепарат висмута превосходит по эффективности импортные протравители зерна, что открывает перспективы для импортозамещения в этой области.