CC BY
38
Эти данные позволяют предположить, что измерения величины РП сами moot быть использованы также для измерения токсичности. Выводы.
1. Показано, что добавление к сыворотки крови нрооксидантов приводит к смещению величины РП в сторону положительных значений, в то время как добавление антиоксидантов приводит к сдвигу к отрицательным значениям.
2. Показано, что в ходе лечения методом ГБО, как правило, происходит смещение величины РП к более отрицательным значениям, что может свидетельствовать о выравнивании баланса между оксидантной и антиокси-дантной системами организма.
3. Отмечено, что динамика изменения величин РП в ходе лечения методом ГБО соответствуют динамике изменения уровня токсичности сыворотки крови. Таким образом, методика измерения РП может быть применима также к измерения уровня токсичности сыворотки крови.
Библиографические ссылки
1. Осипов А.Н., Азизова O.A., Владимиров Ю.В. // Успехи.биол.химии. 1990. Т. 31. С. 180-208.
2. Roujon L. Theory and Practice of the Bio-Electronic //"Vincent". - SIBEV, 1975.
3. Ziegler E. The Redox Potential of the Blood in Vivo and in Vitro. //Charles C. Hioraas, Springfield. Illinois, 1965. 196 pp.
4. Опритов В.A. // Соросовский Образовательный Журнал, 1996. № 9. С. 40-46.
5. [Text] Mark.M.Goldin [eis,]; \\ 212* ECS Meeting, Washington D.C., 2007. P. 815.
УДК 541.1.28:542.958:547.7
А. А. Куштаев, П. Co Кхайнг, H, В. Юдин, В. JI. Збарский Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
О СООТНОШЕНИИ СКОРОСТЕЙ НИТРОВАНИЯ И НИТРОЗИРОВАНИЯ. ЗАМЕЩЕННЫХ ПИРИМИДИНОВ В СЕРНО-АЗОТНЫХ КИСЛОТНЫХ СМЕСЯХ
The nitration kinetic of 6-hydroxy-2-methylpyrimidine-4(3H)-one and barbituric acid was studied in medium of 72-82% sulphuric acid. The nitrogen oxides influence was discovered on rate of nitration. The orders by nitric acid and nitrogen oxides (Ш) in medium were determined in 72 and 82% H2SO(.
Изучена кинетика нитрования 6-пщрокси-2-метилпиримидин-4(ЗН)-она и барбитуровой кислоты в среде 72-82% серной кислоты. Обнаружено влияние оксидов азота на скорость нитрования. Определены порядки по азотной кислоте и оксидам азота (Ш) в 72 и 82% H2SO4.
Производные пиримидинов, а в частности их дигидроксизамещенные аналоги на протяжений долгих лет привлекают внимание исследователей. Мононитропроизводные дигидроксипиримидинов являются важными продуктами в синтезе биологическиактивных препаратов [1]. В последние 10 лет реакцию нитрования замещенных пиримидинов используют в синтезе энергоемких соединений [2].
Данное сообщение посвящено изучению кинетики нитрования 6-гидрокси-2-метилпиримидин-4(ЗН)-оиа (I) и барбитуровой кислоты (II) сер-но-азотными кислотными смесями (САКС) в интервале концентраций серной кислоты 72-82% (схема 1). Выбор концентраций серной кислоты определяется необходимостью исключить образование продуктов более глубокого нитрования - ди- и тетранитроггроизводных.
Схема I.
Кинетику нитрования соединений (1) и (II) изучали спектрофотомет-рическим методом на УФ-спектрофотометре Зресогс! М-40. Опыты проводили по методике, описанной в [3]. Концентрация нитруемого соединения в условиях эксперимента составляла 0,4-0.7-10"" моль/л, что в 150-500 раз меньше концентрации НЫОз.
Так как для растворения навески соединения (I) в серной кислоте, в зависимости от ее концентрации, требуется от 10 до 30 минут, смешение реагентов проводили следующим образом: в ячейке первоначально растворяли (I) в 2/3 частях серной кислоты, необходимой для эксперимента. После полного растворения (I) в Н2304 в ячейку приливали смесь азотной кислоты с оставшейся 1/3 частью серной кислоты,
Для введения в нитрующую систему оксидов азота к смеси серной и азотной кислот добавляли навеску ЫаЫОг (концентрация оксидов в пересчете на ЫзОз в нитрующей смеси (0,56-4,2)-10"'1 моль/л).
Для полного удаления оксидов азота из исходной серно-азотной смеси к ней добавляли навеску мочевины (9,6-10"" моль/л).
Соединения (1) и (II), а также их 5-нитропроизводные - 6-гидрокси-2-метил-5-нитропиримидин-4-(ЗН)-он (III) и 5-нитробарбитуровая кислота (IV) были синтезированы согласно [4.5,6]. Их строение было подтверждено методами ИК- и ПМР-спектроскопии.
При расчетах были использованы молярные коэффициенты экстинк-ции (Т)-(1У), определенные в растворах 1,6-1,8% НзЗО*.
Содержание компонентов в реакционной смеси при нитровании определяли, используя закон Ламберта-Бугера-Беера и принцип аддитивности оптических плотностей. Для увеличения точности расчетов использовали полные спектры в табличном виде в диапазоне длин волн 250-500 нм. Решение полученной системы уравнений проводилось численным методом.
Табл. I. Константы скоростей реакции нитрования (I) до (III) в САКС при 25°С, |HN03] =coast=0,46 моль/л; ( к,ф-101, мин1)
Условия , экспериментов Концентрация серной кислоты, %
72,0 74,7 76,5 78,1 79,1 80,9 81,3 82,0
САКС 0,22 0,20. - 0,3! - - - 1,75
САКС с мочевиной* 0,20 0,20 - 0,42 - - - 1,65
САКС с NaNOj** 7,42 3,92 0,50 0.34 0,51 0,99 1,19 1,56
Для соединений (I) и (II) было проведено по три серии экспериментов в САКС различного состава. В первой серии для нитрования использовали смеси с использованием свежеперегнанной азотной кислоты (99,8% 1-ЩОЗ) и серной кислоты с концентрацией 72-82%. Во второй - к смесям, аналогичным, использованным в первой серии, добавляли навеску мочевины. В третьей - мочевину заменяли нитритом натрия. Результаты экспериментов представлены в таблицах 1 и 2.
Табл. 2. Константы скоростей реакции нитрования (О) до (IV) в САКС при 25°С, ¡HNO.il -сопзММб моль/л ( к,ф'Ю2, мин"')
* - |СН ** - [N3
Из таблиц видно, что добавки мочевины и оксидов азота практически не влияют на скорость нитрования (I) и (II) в интервале концентраций 78-82% НгБО.!. При снижении концентрации серной кислоты от 78 до 72% скорости нитрования САКС без добавок и с добавками мочевины остаются равными, но наблюдается быстрый рост констант скоростей нитрования в САКС, содержащих оксиды азота. Такая аномальная зависимость может быть объяснена тем, что в области 78% Н^БОч происходит смена механизма нитрования.В работах А.И. Титова, К. Ингольда, Д. Рида и др. [7] подробно рассмотрены различные механизмы нитрования с участием оксидов азота,
Условия экспериментов Концентрация серной кислоты, %
72,0 74,7 78,5 79,1 82,1
САКС 0,67 - 2,76 - 19,21
САКС с мочевиной* 0,56 2,55 - 15,84
САКС с NaNCb** 51,15 28,16 3,13 6,47 21,12
jNjO 1=9,6-10"г мол ь/л;
03|= 2,8-103 моль/л
преимущественно в среде азотной кислоты. Отмечается, что в процессах с участием высокореакционноспособных соединений взаимодействие с участием оксидов азота может становиться ведущим. С примером такой реакции мы столкнулись в настоящей работе. В изучаемом интервале концентраций H2SO.i (82-72%) содержание NOi'' снижается более чем на 3 порядка [8], a NO+ остается практически постоянной [8] и при концентрации ниже 78% H2SO4 реакции с участием последнего становятся определяющими. Увеличение эффективных констант скорости нитрования при дальнейшем снижении концентрации серной кислоты мы объясняем увеличением концентрации свободной формы нитруемого соединения, которое в изучаемых смесях присутствует одновременно в трех формах: свободной, моно- и ди-протонированной. Константа основности (I) по первой ступени протониро-ваиия равна рКы-0,24 при ш=1,06, второй - рКю=-2,48 при т=0,41 по шкале кислотности Но.
По абсолютным величинам эффективные константы скорости (II) на порядок превосходят константы скорости нитрования (I), что может быть объяснено большей реакционной способностью барбитуровой кислоты.
Определены порядки реакций нитрования (I) и (II) по азотной кислоте и оксидам азота (III) в 72 и 82% серной кислоте. Порядок по азотной кислоте в среде 82% H2SO4 равен 1, а в 72 - 0. Порядок же по оксидам азота в 72% H2SO4 равен 1, что так же подтверждает предположение о смене механизма нитрования в серной кислоте с концентрацией ниже 78%.
Полученные в данной работе данные существенно расширяют представления о процессе нитрования замещенных пиримидинов САКС и могут найти практическое применение в синтезе мононитрозамещенных производных пиримидинов.
Библиографические ссылки
1. Ременников Г.Я. // Химия гетероцикл. соедин., 1997. № 12. С. 1587-1602.
2. Жилин В.Ф., Збарский В.Л., Юдин Н.В. Малочувствительные взрывчатые вещества /РХТУ им, Д, И. Менделеева. М.: Изд-во РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2008. 167 с.
3. [Text] / Kushtaev A.A. [ets.J;// Proceedings of the VII Seminar New trends in research of energetic materials. Pardubice, Czech Republic, 2007. PP. 618-623.
4. Chviek Z„ Cudzillo S., Diduszko R.R. // Biul. WAT (Poland), 2004. Vol. 54 N. 5-6. PP. 633-634.
5. [Текст] / A.A. Астратьев [и др.]; // Журнал орган. Химии, 2001. Т. 37. Вып. 5. С. 766-770.
6. Казанский Б.А. Синтезы органических препаратов. М.: Издательство иностранной литературы, 1949. 656 с.
7. Жилин В.Ф., Збарский В.Л. Химия и технология ароматических нигро-соединеиий: Учеб.пособие. / РХТУ им. Д.И.Менделеева. М.: Изд-во РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2004. 112 с.
8. Орлова Е.Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. Д.: Химия, 1973. 688 с.
