Научная статья на тему 'О реакции взаимодействия мочевины с эпихлоргидрином'

О реакции взаимодействия мочевины с эпихлоргидрином Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
374
111
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
UREA / EPICHLOROHYDRIN / SYNTHESIS / STRUCTURE / МОЧЕВИНА / ЭПИХЛОРГИДРИН / СИНТЕЗ / СТРОЕНИЕ

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Уринов Улугбек Комилжонович, Максумова Ойтура Ситдиковна, Абдумаликова Хуснора Баходир Кизи

В данной работе изучена реакция взаимодействия мочевины с эпихлоргидрином в отсутствии и присутствии кислотных катализаторов. Установлено, что в отсутствии катализатора реакция протекает по аминной группе с образованием хлоргидринов мочевин, а в присутствии кислотных катализаторов происходит образование циклических кеталей.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Уринов Улугбек Комилжонович, Максумова Ойтура Ситдиковна, Абдумаликова Хуснора Баходир Кизи

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

About the reaction of urea with epichlorohydrin

In the paper the reaction of urea with epichlorhydrin in the absence and presence of acid catalysts has been studied. It has been established that in absence of the catalyst the reaction proceeds on amides with the formation of chlorohydrin of urea, and in the presence of acid catalysts there is a formation of cyclic ketals.

Текст научной работы на тему «О реакции взаимодействия мочевины с эпихлоргидрином»

2. Hamrakulov Z. A., Askarova M. K., Tukhtaev S., Preparation of calcium-magnesium chlorate defoliant from dolomite, Journal of Chemical Technology and Metallurgy, Volume 50, Issue 1, 2015. P. 65-70.

3. Tukhtaev S., Kucharov Kh., and Yusupov A.Kh. Synthesis of defoliant on the basis of calcium chlorate-chloride and carbamide. XIV All-Union Scientific and Technical Conference on Technology of inorganic substances and fertilizers/Abstracts, Part III. Lvov, 1988, P. 50, (in Russian).

4. Nabiyev M. N., Tukhtaev S., Shammasov R. E., Musayev N. Y., and Burhanov Sh. Investigation of physicochemical properties of defoliants on the basis of magnesium chlorate and components of fertilizers (such as UDM).//Uzb. chemical. J., 1980, 3, P. 48-51, (in Russian).

5. A. S. 1143691 USSR. A method for producing calcium chlorate-chloride defoliant/M. N. Nabiyev, R. Shammasov, S. Tukhtaev, Kh. Kucharov et al. (USSR) - № 3620951/23-26; reported on 23.05.83.; published on 07.03.85//Discovery, invention. - 1985. - № 9, P. 84, (in Russian).

6. Martynov Y. M., Matveev M. A., Yakimenko L. M., Furman A. A. The technology of production and application of magnesium chlorate defoliants.//Chemical industry. 1958, 7, pp. 420-423, (in Russian).

7. Trunin A. S., Petrova D. G. Visually polythermal method. Kuibyshev Polytechnic. Inst./: - Kuibyshev, 1977. -P. 94./Dep. in VINITI № 584-78, (in Russian).

8. State standard 12257-77, Sodium chlorate, Moscow, Standard agency's publishing house, 1987, P. 19, (in Russian).

9. Dorokhova E. N., Prokhorova G. V. Analytical chemistry: Physical-chemical methods of analysis, Moscow, 1991, (in Russian).

10. Khavezov I., Salev D., Atomic Absorption Analysis, Sofia, 1980, (in Bulgarian).

11. Klimova V. A. Basic micro methods of analysis of organic compounds. Moscow, Chemistry, 1975, P. 224 (in Russian).

12. Anosov V. Y. Descriptive geometry in application to chemical diagrams of the ternary and quaternary systems. Moscow-Leningrad: Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 1949, P. 176, (in Russian).

13. Giller Y. L. Tables of interplanar spacings. V.2., M.: Nedra, 1966. - P. 330.

14. Kirgintsev A. N. et al. The solubility of inorganic substances in the water. - Leningrad, Chemistry, 1972, P. 248, (in Russian).

15. Tukhtaev S. Shammasov R. E., KucharovKh. Solubility polyterm of magnesium chlorate - water system//Dokl. AN Uz SSR, 1984, 1, P. 31-32 (in Russian).

Urinov Ulugbek Komiljonovich, Tashkent Institute of Chemical Technology,

the assistant Maksumova Oytura Sitdikovna, Tashkent Institute of Chemical Technology, Doktor of Chemistry, Professor E-mail: omaksumovas@mail.ru Abdumalikova Xusnora Bahodir kizi Tashkent Chemical Technological Institute, Bachelor-student

About the reaction of urea with epichlorohydrin

Abstract: In the paper the reaction of urea with epichlorhydrin in the absence and presence of acid catalysts has

been studied. It has been established that in absence of the catalyst the reaction proceeds on amides with the formation of chlorohydrin of urea, and in the presence of acid catalysts there is a formation of cyclic ketals. Keywords: urea, epichlorohydrin, synthesis, structure.

Уринов Улугбек Комилжонович, ассистент,

Ташкентского химико-технологического института Максумова Ойтура Ситдиковна, Ташкентский химико технологический институт, доктор химических наук, профессор E-mail: omaksumovas@mail.ru Абдумаликова Хуснора Баходир кизи студентка Ташкентского химико-технологического института

O реакции взаимодействия мочевины с эпихлоргидрином

Аннотация: В данной работе изучена реакция взаимодействия мочевины с эпихлоргидрином в отсутствии и присутствии кислотных катализаторов. Установлено, что в отсутствии катализатора реакция протекает по аминной группе с образованием хлоргидринов мочевин, а в присутствии кислотных катализаторов происходит образование циклических кеталей.

Ключевые слова: мочевина, эпихлоргидрин, синтез, строение.

Введение В работе изучены комплексные соединения на основе

Производные мочевины встречаются среди пред- морфолинобетаинов с мочевиной [3, 70-75]. Реакция ставителей алифатических, ароматических, ацикличе- присоединения морфолинобетаина к мочевине при

ских, гетероциклических соединений и насчитывают многие сотни представителей. Производные мочевины представляют собой наиболее важную и широко применяемую группу современных биологически активных соединений [1, 136-140].

В работе исследован способ получения ациклических и циклических амидов дифеновой кислоты с мочевинами [2, 152-157]. Показано, что природа аминирующего реагента определяет состав продуктов реакции: при аминировании дифеновой кислоты незамещенной мочевиной основным продуктом является имид, а при аминировании замещенными мочевинами и аминами — соответствующие моноамиды.

H2N—C 2 II O

NH2 I 2

C=O + 2O: I

NH2

NH2 + H2C—CH—CH2-

V

-Cl

комнатной температуре в среде этанолае протекает легко и с образованием белого кристаллического продукта. Строение комплексного соединения определено методом рентгеноструктурного анализа.

Актуальность исследования дополнительно подтверждается доступностью исходных реагентов, как мочевины так и эпихлоргидрина — многотоннажного промышленного продукта.

Обсуждение полученных результатов

Изучена реакция взаимодействия мочевины с эпихлоргидрином в среде этанола. При проведении этой реакции в среде этанола при температуре 60 оС получены следующие продукты: О

11 / N

н2к—с—:ын—сн2—си—сн2с1 (1)

он

VCH I

CH2 I 2 Cl

■ Cl—H2C—CH—CH2—HN-2 I 2 OH

O II

-C—NH-

CH2

-CH—CH2Cl I 2 OH

(2)

Строение соединений (1-2) подтверждено данными ИК-спектроскопии. В ИК-спектрах мочевины валентные колебания >ЫН2-группы наблюдается в области 3138 см-1; деформационные колебания 5ЫН2 при 1352-1401 см-1; валентные колебания К-С=О групп при 1764 см -1.

В ИК-спектрах эпихлоргидрина наблюдаются отчетливые полосы, относящиеся к валенным колебаниям С-С1 связи при 723-760 см-1 присущей СН2 С1-группе; валентные колебания эпоксигруппы при 1267, 927-853 см-1.

При переходе от исходных реакционных реагентов к продукту реакции, полученному на основе взаимодействия мочевины с эпихлоргидрином (1,2) происходит изменение ИК-спектра. Так, в ИК-спектрах характеристические валентные колебания >КН-группы проявляются в виде двух полос при 3439 и 3469 см1, а деформационных колебаний при 1456 и 1622 см1. Асимметричные и симметричные колебания СН2-групп при 28282985 см-1. Наблюдается образование новых интен-

сивных полос поглощения в области 3344 см-1, относящиеся к валентным колебаниям -ОН групп. Валентные колебания С=О групп обнаружены при 1682 см-1, СС1-групп в области 778 см-1. В области 760, 848 см-1 характеристические частоты эпоксидного цикла отсутствуют. Это говорит о том, что реакция осуществляется с раскрытием эпоксидного кольца эпихлоргидрина.

Проведены термоаналитические исследования синтезированного кристаллического образца (2).

Рис. 1. Термограмма синтезированного продукта (2) на основе мочевины с эпихлоргидрином.

Как видно из термограммы синтезированное соединение (2) стабильно до температуры 55 оС. При температуре 55.4 оС происходит плавление вещества (эндотермический пик c Tmax=74 оС с последующим разложением образца. В температурном диапазоне 54-185 оС наблюдается первая ступень потери массы Дт=60,64%. (соответствующий эндотермический пик имеет max при 159.9 oC,). Данная потеря массы соответствует выходу летучих компонент CO2, 2NH3, H2O (теоретический расчет дает величину 60%). Вторая ступень потери массы Дт=21.73%, связанная с освобождением

h2n—с—NH2 + H2C—CH—CH2-

O V

-Cl

хлористого водорода наблюдается в температурном интервале 183-268 оС (эндотермический пик имеет max при 207 oC). Общая поглощаемая энергия до коксового остатка составляет 1089J/g. Третья ступень потери массы в размере 11.54% соответствует возгонке остаточного кокса (теоретическое значение 10%).

Также, реакцию взаимодействия мочевины с эпих-лоргидрином проводили в присутствии кислотных катализаторов, в качестве которого выбрана серная кислота. Схему реакции можно представить следующим образом:

NH2

+H+ I 2

> H2N-C—О—CH—CH2—Cl

о-CH2

(3)

Структура синтезированного соединения (3) исследовали ИК-Фурье спектральным анализом. В ИК-спектре синтезированного соединения (3) обнаружены валентные колебания >КН2-группы при 3416 см-1

и 1445 см-1, N-C-O группы при 1789 см-1; C-O групп при 1644 см-1; C-O-C групп при 1381 см-1; CCl групп при 747 см-1.

Изучено влияние: температуры и соотношения ис- зависимости выхода и скорости реакции процесс проходных реагентов на скорость реакции. Для выяснения водили в интервале температур 60-80 оС (рис. 2).

Р, %

100 908070 60 50 403020 10

"1—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—I—Г

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 т, Ш1П

Рис. 2. Зависимость выхода продукта взаимодействия ЭХГ с карбамидом от температуры, °С: 1-60; 2-70; 3-80. Катализатор [И2804]=2% от массы исходных реагентов.

Как видно из рисунка с увеличением температуры увеличивается скорость реакции и выход продукта. Также изучено влияние концентрации серной кислоты на скорость реакции и выход конечного продукта (рис. 2). Как видно из рис. при 2%-ной концентрации серной кислоты наблюдается наибольшая скорость реакции и наибольший выход продукта.

Экспериментальная часть

Эпихлоргидрин (1-хлор-2,3-эпоксипропан) — перед использованием перегоняли и отбирали фракцию с температурой кипения 116 оС; ^20=1,18; п20в=1,4381.

Мочевина (диамид угольной к-ты, карбамид) (ЫН2)2СО — бесцветное кристаллическое вещество, температура плавления 132,7 °С; плотность 1,330 г/см3 (25 °С); пБ20 1,484; Мочевина хорошо растворяется в воде, метаноле, этаноле, изопропано-ле; не растворяется в хлороформе. Этанол (этиловый спирт) — абсолютировали обезвоживанием оксидом кальция, затем перегоняли и отбирали фракцию с температурой кипения 78 оС, £=25,7 (20 °С). Ацетон перегоняли при атмосферном давлении, температура кипения 56 оС.

Структура синтезированных соединений исследована данными ИК-спектрального анализа. ИК-спектры снимали на ИК-Фурье спектрофоторметре БЮТЕМ- 200.

Термоаналитические исследования синтезированного кристаллического образца (2). прово-

дились на приборе Netzsch Simultaneous Analyzer STA 409 PG, с термопарой К-типа (Low RG Silver) и алюминиевыми тиглями. Все измерения были проведены в инертной азотной атмосфере со скоростью потока азота 50 мл/мин. Температурный диапазон измерений составлял 20-470 оС, скорость нагрева — 5 К/мин. Количество образца на одно измерение варьировалось 4 до 30 мг.

Синтез хлоргидриновых соединений. В трех-горлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и делительной воронкой загружали расчетное количество мочевины, эпихлоргидрина и растворитель этанол. Реакционную смесь кипятили при 60 °C в течение 3 ч. После этого реакционной смеси дали постепенно охладиться до комнатной температуры. Выпавший бесцветный игольчатый осадок отфильтровывали и сушили. Отгоняли из фильтрата этанол, эпихлоргидрин. При этом выделяется осадок. Выпавший осадок промывали на фильтре избытком ацетона и сушили.

Синтез циклических кеталей. В трехгорлую колбу загружали мочевину, этанол, серную кислоту и нагревали на водяной бане до 80 °C при непрерывном перемешивание по каплям приливали эпихлоргидрина. Реакцию продолжали 2-2,5 ч, при этом смесь в колбе приобретает бледно желтый цвет. Атмосферной перегонкой отгоняли этанол, затем выделяли соединение (3). Температура кипения 85 оС. Выход 82-84%.

Corbtsionno-fluorimetric determination of lead ion polymer immobilized reagents and application in the analysis of natural waters

Таким образом, изучена реакция взаимодействия реакция протекает по аминной группе с образовани-

мочевины с эпихлоргидрином в отсутствии и при- ем хлоргидринов мочевин, а в присутствии кислотных

сутствии кислотных катализаторов при температуре катализаторов происходит образование циклических

60-80 оС. Установлено, что в отсутствии катализатора кеталей.

Список литературы:

1. Калиева С. С., Бакибаев А. А., Ташенов А. К., Любимова О. С. Синтез новых азотсодержащих соединений. XVI Международная научно-практическая конференция имени профессора Л. П. Кулёва. Химия и химическая технология в XXI веке. Томск, 2014. Том II. - С. 136-140.

2. Яновский В. А., Батурин Д. М., Яговкин А. Ю., Бакибаев А. А. Реакции дифеновой кислоты с мочевинами как путь к ациклическим и циклическим амидам дифеновой кислоты. Известия Томского политехнического университета. 2007. Т. 310. № 1. - С. 152-157.

3. Urinov U. K., Maksumova O. S. Studying of the complex compounds, formed by molecules of morpholine betaine and urea//Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. - Vienna, 2015. - № 3-4. - P. 70-75.

Usmanova Xilola Umataliyevna, Ph. D., assistant Professor, Tashkent Higher Military, Technical School Jurayev Ilxom Ikromovich, teacher, Academic lyceum № 2 at the Bukhara Medical Institute Smanova Zulayxo Asanaliyevna, Dr., assistant Professor Faculty of Chemistry, National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek E-mail: smanova. chem @mail.ru; yaxshiyeva 67@mail.ru

Corbtsionno-fluorimetric determination of lead ion polymer immobilized reagents and application in the analysis of natural waters

Abstract: A method of determining the sorption fluorescent р1итЬит immobilized by c eriochrom red B. The optimal conditions have found for determination ofр1umbum and optimized conditions for the immobilization. The proposed method tried out on different types of water.

Keywords: Immobilization, luminescence determination, р1umbum, eriochrom red B.

Усманова Хилола Уматалиевна, доцент, Ташкентское высшее военно-техническое училище Жураев Илхом Икромович, преподаватель, Академический лицей № 2 при Бухарском Медицинском институте Сманова Зулайхо Асаналиевна, д. х.н., доцент химического факультета, Национальный университет Узбекистана имени Мирзо Улугбека E-mail: smanova. chem @mail.ru; yaxshiyeva 67@mail.ru

^рбционно-флуориметрическое определение ионов свинца полимерными иммобилизованными реагентами и их применение в анализе природных вод

Аннотация: Разработана сорбционно-люминесцентная методика определения свинца иммобилизованной эриохромом красным В. Найдены оптимальные условия люминесцентного определения cвинца и оптимизированы условия иммобилизации. Предлагаемая методика опробирована на различных типах вод.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.