QSPR исследование в ряду алканов Текст научной статьи по специальности «Математика»

08РЯ ИССЛЕДОВАНИЕ В РЯДУ АЛКАНОВ

С.Г. Алексеев, доцент, к.х.н., Д.В. Бессонов, аспирант, Н.М. Барбин, доцент, д.т.н., Уральский институт ГПС МЧС России, г. Екатеринбург

Алканы входят в состав многих нефтепродуктов и применяются в качестве топлива, растворителей и реагентов в органическом синтезе.

На основе базы данных DIPPR 801 [1], которая в QSPR исследованиях часто используется в качестве эталонной, проведена верификация действия правил углеродной цепи в ряду н-алканов. Найдено, что ПУЦ1 (ручной вариант реализации правил углеродной цепи) действует в ряду от этана до гептадекана. Для удобства применения правил углеродной цепи выведены эмпирические формулы (1)-(5) от дескриптора УУЦ (условная углеродная цепь). Для нормальных алканов значение УУЦ совпадает с числом атомов углерода в молекуле.

Тип = -0,9868(УУЦ)2 + 43,849УУЦ + 109,34 (г2 = 0,9989) (1)

Твсп = -0,6041(УУЦ)2 + 29,443УУЦ + 89,05 (г2 = 0,9980) (2)

Тн = -0,6956(УУЦ)2 + 30,606УУЦ + 85,83 (г2 = 0,9990) (з)

Тв = -0,7748(УУЦ)2 + 34,598УУЦ + 92,94 (г2 = 0,9989) (4)

Нсг = 609,05Сх +205,51 (г2 = 1,0000) (5)

где Ткип, Твсп - температуры кипения и вспышки (з.т.), К; Тн, Тв - нижний и верхний температурные пределы распространения пламени, К; Нсг - высшая теплота сгорания, кДж/моль; Сх - число атомов углерода в молекуле.

В случае изоалканов методы ПУЦ1 и ПУЦ2 (использование формул (1-5) могут быть использованы для прогнозирования температуры вспышки и показателей пожарной опасности. Однако существует способ определения УУЦ отличается от подхода, который использовался в случае монофункциональных органических соединениях [2-16]. Метильная группа в изо-положении увеличивает углеродную цепь на 0,9, а в других положениях на 0,8. Вторая метильная группа у четвертичного атома углерода удлиняет углеродную цепь на 0,7. Метиленовая группа в боковом алкильном заместителе увеличивает углеродную цепь на 1.

Методы ПУЦ1 и ПУЦ2 могут быть использованы для прогнозирования температуры кипения и индексов пожаровзрывоопасности алканов для которых эти характеристики не известны.

Список использованной литературы

1. База данных DIPPR 801. [Эл. ресурс]. Режим доступа: http://dippr.byu.

еёи.

2. Алексеев С.Г., Барбин Н.М., Алексеев К.С., Орлов С.А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. I. Алканолы // Пожаровзрывобезопасность. - 2010. - Т. 19. - № 5. - С. 23-30.

3. Алексеев С.Г., Барбин Н.М., Алексеев К.С., Орлов С.А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. III. Кетоны. Ч. 2 // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. - Т. 20. - № 7. - С. 8-13.

4. Алексеев С.Г., Барбин Н.М., Алексеев К.С., Орлов С.А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. IV. Простые эфиры // Пожаровзрывобезопасность. - 2011. - Т. 20. - № 9. - С. 9-16.

5. Алексеев К.С., Барбин Н.М., Алексеев С.Г. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. V. Карбоновые кислоты // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21. - № 7. - С. 35-46.

6. Алексеев К.С., Барбин Н.М., Алексеев С.Г. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. VI. Альдегиды // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21. - № 9. - С. 29-37.

7. Алексеев С.Г., Барбин Н.М., Смирнов В.В. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. VII. Нитроалканы // Пожаровзрывобезопасность. - 2012. - Т. 21. - № 12. - С. 22-24.

8. Смирнов В.В., Алексеев С.Г., Барбин Н.М., Животинская Л.О. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. IX. Хлоралканы // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22. - № 4. - С. 13-21.

9. Алексеев С.Г., Алексеев К.С., Животинская Л.О., Барбин Н.М. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. Х. Сложные эфиры (часть 2) // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22. - № 5. - С. 9-19.

10. Смирнов В.В., Алексеев С.Г., Барбин Н.М., Калач А.В. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. XI. Галогеналканы // Пожаровзрывобезопасность. - 2013. - Т. 22. - № 8. - С. 25-37.

11. Алексеев С.Г., Мавлютова Л.К., Кошелев А.Ю., Алексеев К.С., Барбин Н.М. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. XII. Алкилбензолы и диалкилбензолы // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23. -№ 6. - С. 38-46.

12. Смирнов В.В., Алексеев С.Г., Барбин Н.М., Животинская Л.О. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. XIII. Тиоспирты // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23. - № 8. - С. 15-25.

13. Смирнов В.В., Алексеев С.Г., Барбин Н.М. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. XIV. Алкиламины // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23. - № 9. - С. 27-37.

14. Смирнов В.В., Алексеев С.Г., Барбин Н.М., Животинская Л.О. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. XV. Тиоэфиры // Пожаровзрывобезопасность. - 2014. - Т. 23. - № 11. - С. 24-33.

15. Смирнов В.В., Алексеев С.Г., Барбин Н.М., Спиридонов М.А., Дальков М.П., Мокроусова О.А., Акулов А.Ю. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. ХХ. Хлоралканы (Ч. 2) // Пожаровзрывобезопасность. -2015. - Т. 24. - № 8. - С. 27-33.

16. Алексеев К.С., Алексеев С.Г., Барбин Н.М. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. Ч. XXII. Диалкилкарбонаты // Бутлеровские сообщения. - 2016. - Т. 45. - № 1. - С. 93-100.