CC BY
27
QSPR ИССЛЕДОВАНИЕ В РЯДУ ЦИКЛОАЛКАНОВ
Е.В. Головина, адъюнкт, С.Г. Алексеев, доцент, к.х.н., Н.М. Барбин, доцент, д.т.н., Уральский институт ГПС МЧС России, г. Екатеринбург
Циклоалканы входят в состав многих нефтепродуктов и применяются в качестве растворителей и реагентов в органическом синтезе.
На основе данных DIPPR 801 [1] и расчетов с помощью программы ACD/Lab 2014 сформирован исходный массив для QSPR (Quantitative Structure-Property Relationship) исследования.
В результате проведенной работы установлено, что изменение температуры кипения и пожароопасных свойств в ряду от циклопропана до циклотетрадекана может быть описано уравнениями (1-5).
Ткип = -1,1327(NC)2 + 46,952NC + 117,43 (r2 = 0,9992) (1)
Твсп = -0,7327(NC)2 + 30,495NC + 101,5 (r2 = 0,9993) (2)
ТН = -0,478(NC)2 + 28,509NC + 103,95 (r2 = 0,9998) (3)
ТВ = -0,4828(NC)2 + 32,237NC + 113,44 (r2 = 0,9996) (4)
Нсг = 20,947(NC)2 + 339,44NC + 866,96 (r2 = 0,9999) (5)
где NC - УУЦ; Ткип, Твсп - температуры кипения и вспышки, К; ТН, ТВ -температурные пределы воспламенения, К; Нсг - теплота сгорания, кДж/моль.
Температура кипения и показатели пожаровзрывоопасности могут быть рассчитаны также с помощью правил углеродной цепи (ПУЦ). Алгоритм вычислений по ПУЦ описан в предыдущих наших работах [2-7]. Необходимо отметить, что для незамещенных циклоалканов условная углеродная цепь (УУЦ) равна числу атомов углерода в цикле за исключением циклопропана. В случае последнего необходимо введение поправки (А) на плоское строение циклопропаного цикла. Найдено, что эта поправка А равна -0,25.
Обнаружено, что введение метильного заместителя в циклоалканы приводит к увеличению УУЦ на 1. В тоже время метиленовая группа (-СН2-) алкильного заместителя в циклоалканах приводит к увеличению УУЦ на 0,5.
Полученные результаты исследования могут быть использованы для расчета неизвестных показателей пожарной опасности в ряду циклоалканов.
Список использованной литературы
1. База данных DIPPR 801. [Эл. ресурс]. Режим доступа: http: //dippr.byu.edu.
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. Алексеев С.Г., Мавлютова Л.К., Кошелев А.Ю., Барбин Н.М. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. XVII. Дихлоралканы // Пожаровзрывобезопасность. - 2015. - Т. 24. - № 1. - С. 25-39.
