CC BY
16
С. Г. АЛЕКСЕЕВ, канд. хим. наук, доцент, чл.-корр. ВАН КБ, старший научный сотрудник научно-инженерного центра "Надежность и ресурс больших систем и машин" УрО РАН (Россия, 620049, г. Екатеринбург, ул. Студенческая, 54а); старший научный сотрудник Уральского института ГПС МЧС России (Россия, 620062, г. Екатеринбург, ул. Мира, 22; e-mail: [email protected]) А. Ю. КОШЕЛЕВ, старший преподаватель Уральского института ГПС МЧС России (Россия, 620062, г. Екатеринбург, ул. Мира, 22); соискатель научно-инженерного центра "Надежность и ресурс больших систем и машин" УрО РАН (Россия, 620049, г. Екатеринбург, ул. Студенческая, 54а; e-mail: [email protected])
Н. М. БАРБИН, д-р техн. наук, канд. хим. наук, заведующий кафедрой химии Уральского государственного аграрного университета (Россия, 620075, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, 42); старший научный сотрудник Уральского института ГПС МЧС России (Россия, 620062, г. Екатеринбург, ул. Мира, 22; e-mail address: [email protected])
УДК 614.841.41:547.43
СВЯЗЬ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ С ХИМИЧЕСКИМ СТРОЕНИЕМ. XVIII. АЛКИЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ АМИНОМЕТАНОЛА
Проведено QSPR-иccлeдoвaниe в ряду алкильных производных аминометанола. Показана возможность применения правила углеродной цепи для прогнозирования их физико-химических и пожароопасных свойств. Получены эмпирические зависимости для прогнозирования теплот парообразования и образования (Нпар, Нобр), критического давления (Ркр), критической температуры (7"кр) температур кипения и вспышки (7"кип, 7"всп) и концентрационных пределов воспламенения (Сн, Св) от числа атомов углерода (Л/С): Нпар = 1,55Л/С + 37,95 (2 < Ыс < 6 - 1-й тип); Нобр = 20,92Л/С + 167,83 (2 < ЫС < 11); Ркр = 0,34N¡2- 8,82Л/С + 77,98 (2 < Ыс < 11); Ткр = 16,2ШС + + 538,2 (2 < /Сс < 11); Ткип = 0,81 N2+ 34,39NС + 347,19 (2 < ЫС < 11); 7всп = 0,34^2+ 17,08NС + + 279,98 (2 < Ыс < 11); Сп = 0,07Ы7 - 0,89Л/С + 3,91 (2 < Ыс < 11); Св = 0,57МС - 7,77Л/С + 33,6 (2 < ЫС < 11). Для сравнительного анализа выполнены расчеты по методам ДСРДаЬБ, 1-№1Р, ChemBioOffice 2012 и ГОСТ 12.1.044-89*.
Ключевые слова: аминометанол; показатель; температура вспышки; зависимость; прогноз; хемоинформатика.
Исследования QSPR (Quantitative Structure — Property Relationship) — одно из направлений хемоин-форматики, в котором устанавливается количественная взаимосвязь между строением и свойством химического соединения. В настоящей работе продолжено QSPR-изучение аминоспиртов [1] и в качестве объекта исследования выбраны алкилпро-изводные аминометанола. По способу увеличения углеродной цепи молекулы за счет алкильных заместителей R1 и R2 можно выделить два типа производных аминометанола (рис. 1).
Ранее при QSPR-исследовании алкил- и диал-килбензолов [2] нами использовался прием изменения точки отсчета, который заключался в том, что в качестве "функциональной" группы рассматривались не алкильные радикалы, а бензольное кольцо. Благодаря этому подходу стало возможно рассматривать диалкилбензолы как алканы с одной функциональной группой. В настоящем исследовании также использован данный прием. В качестве услов-
© Алексеев С. Г., Кошелев А. Ю., Барбин Н. М., 2015
ной функциональной группы Ф выбран фрагмент Н2К-С-ОН (см. рис. 1). Метод определения основной (ОУЦ) и условной (УУЦ) углеродных цепей для соединений 1-го типа аналогичен способу нахождения ОУЦ и УУЦ в спиртах, альдегидах, карбоновых кислотах, алкилмеркаптанах, нитроалканах, гало-геналканах и алкиламинах [3-10]. При этом а-эф-фект алкильной группы, характерный для спиртов и нитроалканов [3, 6], не проявляется. В производных аминометанола 2-го типа ОУЦ и УУЦ вычисляются так же, как в простых эфирах и тиоэфирах [11, 12].
1-й тип 2-й тип
или Л1-® R2
или Rl-<&-R2
Рис. 1. Типы производных аминометанола
Таблица 1. Справочные и расчетные физико-химические и пожароопасные свойства дизамещенных аминометанолов
Соединение —пар, кДж моль -обр, кДж моль Р^ атм Температура, К КПВ, % (об.)
К1 К2 Номер (УУЦ) Т Ткр Т кип Т всп Сн Св
сн3 Н 1 41,1р 208,3Р 62,9Р 550Р 387р 296р 2,4Р 20,9Р
(1) 41,1 209,7 61,7 554 410р 330р 2,3 20,3
409р 330р 2,4
406р 297
381
С2Н5 Н (2) 42,5Р 229,0Р 54,2Р 573Р 400р 303р 1,8Р 14,9Р
42,6 230,6 54,6 571 432р 334р 1,7 15,4
42,6 229,0 55,1 572 429р 338р 1,9 16,2
427р 313 19
413 313
410
СН(СН3)2 Н 3 43,2р 254,9Р 47,8Р 580Р 406р 307р 1,4Р 11,5Р
(2,5) 43,4 241,1 51,3 579 455р 349р 1,7 13,4
43,3 239,3 50,8 584 444р 342р 16 13,2
430р 321
428 322
421
С3Н7 Н 2 44,2Р 249,6Р 47,3Р 594Р 415р 313р 1,4Р 11,5Р
(3) 44,2 251,5 48,1 587 455р 346р 1,3 11,6
44,2 249,7 47,9 594 456р 348р 1,5 12,2
444р 328 15
443 328
432
С(СНз)з Н (3) 44,3Р 279,0Р 42,6Р 596Р 417р 314р 1,5 11,6
44,2 251,5 48,1 587 475р 336р 15 12,2
44,2 249,7 47,9 594 450р 350р
430р 328
444р 328
443
432
СН(СН3)С2Н5 Н (3,5) 44,9 275,5Р 42,0Р 601Р 478р 351р 1,3 10,2
45,0 262,0 40,2Р 613Р 461Р 372р 13 10,5
260,0 45,2 595 462Р 336
44,4 605 458 336
452
СН2СН(СНз)2 Н (3,5) 44,9 262,0 45,2 595 478р 365р 1,3 10,2
45,0 260,0 44,4 605 469р 379р 13 10,5
450Р 336
458 336
452
С4Н9 Н (4) 45,7 270,3Р 41,5Р 615Р 478р 360р 1,2 9,0
45,8 272,4 42,4 603 448р 381р 12 94
270,3 42,3 605 464Р 343
474р 343
472
466
СН(СНз)СзН7 Н (4,5) 46,5 296,2Р 37,2Р 620Р 501р 365р 1,1 8,1
46,6 282,9 39,8 611 481р 385р 11 8,4
280,6 39,4 612 470р 350
486 351
483
СН2СН(СНз)С2Н5 Н (4,5) 47,2Р 296,2Р 37,2Р 620Р 501р 329р 1,1 8,1
46,5 282,9 39,8 611 456р 368р 11 8,4
46,6 280,6 39,4 612 470р 383р
469р 350
486 351
483
Продолжение табл. 1
7оединение —пар, кДж моль -обр, кДж моль Р^ атм Температура, К КПВ, % (об.)
К1 К2 Номер (УУЦ) Т Ткр Т кип Т всп Сн Св
(СН2)2СН(СН3)2 Н (4,5) 46,5 296,2Р 37,2Р 620Р 501р 365р 1,1 8,1
46,6 282,9 39,8 611 478р 386р 11 84
280,6 39,4 612 472р 350
486 351
483
С5Н11 Н (5) 47,3 290,9Р 36,8Р 633р 501Р 376р 1,1 7,5
293,4 37,3 619 484р 405р 10 81
292,7 37,4 625 482р 357
499 357
498
СН3 СН3 13 41,3р 232,4Р 55,2Р 552р 389р 297р 1,8Р 14,9Р
(2) 42,6 230,6 54,6 571 430р 320р 1,9 15,4
229,0 55,1 572 425р 358р 19 16,2
400р 313
413 313
410
С2Н5 СН3 14 43,2р 253,1Р 48,0Р 575р 406р 307р 1,4Р 11,5Р
(3) 44,2 251,5 48,1 587 453р 330Р 1,5 11,6
253,1 47,9 585 430р 373р 15 12,2
423р 328
443 328
432
СН(СН3)2 СН3 15 45,0 279,0Р 42,6Р 582Р 475р 335Р 1,1Р 9,4Р
(3,5) 262,0 45,2 595 443р 388р 1,3 10,2
263,4 44,4 595 427р 336 13 10,5
458 336
452
С2Н5 С2Н5 16 45,8 273,7Р 42,1Р 596Р 475Р 342Р 1,1Р 9,4Р
(4) 272,4 42,4 603 442р 388р 1,2 9,0
273,8 42,3 605 443р 343 12 9,4
472 343
466
С3Н7 СН3 17 45,8 273,7Р 42,1Р 596Р 475Р 345Р 1,1Р 9,4Р
(4) 272,4 42,4 603 443р 388р 1,2 9,0
273,8 42,3 605 438р 343 12 94
472 343
466
СН(СН3)2 С2Н5 18 46,6 299,6Р 37,7Р 602Р 498р 348Р 1,0Р 7,3Р
(4,5) 282,9 39,8 611 468р 403р 1,1 8,1
284,1 39,4 606 446р 350 11 84
457р 351
486
487
7Н2СН(СН3)2 7Н3 19 46,6 299,6Р 37,7Р 602Р 498р 351Р 1,1 8,1
(4,5) 282,9 39,8 611 451р 403р 11 84
284,1 39,4 606 447р 350
486 351
487
СН(СН3)72Н5 7Н3 20 46,6 282,9 39,8 611 474р 351Р 1,1 8,1
(4,5) 284,1 39,4 606 446р 388р 11 84
486 350
487 351
СН(СН3)2 СН(СН3)2 21 325,6Р 34,0Р 608Р 520р 356Р 0,9Р 6,8Р
(5) 293,4 37,3 619 446р 418р 1,1 7,5
294,4 37,4 615 472р 357 1,0 8,1
499 357
498
Продолжение табл. 1
Соединение - пар, кДж моль - обр, кДж моль атм Температура, К КПВ, % (об.)
К1 К2 Номер (УУЦ) Т Ткр Т кип Т всп Сн Св
С3Н7 С2Н5 22 294,4Р 37,3Р 616Р 498Р 356Р 1,0Р 7,3Р
(5) 293,4 37,3 619 451р 403р 1,1 7,5
294,4 37,4 615 457р 357 10 81
456р 357
499
498
С4Н9 СН3 23 294,4Р 37,3Р 616Р 498Р 403р 1,1 7,5
(5) 293,4 37,3 619 459р 357 10 8,1
294,4 37,4 615 455р 357
499
498
СН(СН3)2 С3Н7 24 320,3Р 33,6Р 622Р 521Р 360р 0,9Р 6,8Р
(5,5) 303,8 35,0 627 459р 419р 1,1 7,2
304,7 35,3 625 470р 364 0,95 71
512 363
510
СН2СН(СН3)2 С2Н5 25 320,3Р 33,6Р 622Р 521Р 363Р 1,1 7,2
(5,5) 303,8 35,0 627 468р 419р 0,95 71
304,7 35,3 625 512 364
510 363
(СН2)2СН(СН3)2 СН3 26 320,3Р 33,6Р 622Р 521Р 367р 1,1 7,2
(5,5) 303,8 35,0 627 468р 419р 0,95 71
304,7 35,3 625 512 364
510 363
СН(СН3)С2Н5 С2Н5 27 320,3Р 33,6Р 622Р 521Р 363Р 1,1 7,2
(5,5) 303,8 35,0 627 487р 419р 0,95 71
304,7 35,3 625 512 364
510 363
СН2СН(СН3)С2Н5 СН3 28 320,3Р 33,6Р 622Р 521Р 367р 1,1 7,2
(5,5) 303,8 35,0 627 487р 419р 0,95 71
304,7 35,3 625 512 364
510 363
С3Н7 С3Н7 29 315,0Р 33,3Р 634Р 521Р 369Р 0,9Р 6,8Р
(6) 314,3 32,9 636 471р 419р 1,1 7,1
315,0 33,6 635 524 370 1,15 76
521 370
С4Н9 С2Н5 30 315,0Р 33,3Р 635Р 521Р 371Р 1,1 7,1
(6) 314,3 32,9 636 476р 419р 1,15 76
315,0 33,6 635 524 370
521 370
С5Н11 СН3 31 315,0Р 33,3Р 635Р 521Р 376р 1,1 7,1
(6) 314,3 32,9 636 476р 419р 1,15 76
315,0 33,6 635 524 370
521 370
С4Н9 С3Н7 32 335,6Р 29,9Р 653Р 544Р 384Р 1,3 7,9
(7) 335,2 29,2 652 489р 434р 1,35 84
335,7 30,1 652 548 383
544 409
С5Н11 С2Н5 33 335,6Р 29,9Р 653Р 544Р 387р 1,3 7,9
(7) 335,2 29,2 652 496р 434р 1,35 84
335,7 30,1 652 548 383
544 409
С6Н13 СН3 34 335,6Р 29,9Р 653Р 544Р 393р 1,3 7,9
(7) 335,2 29,2 652 496р 434р 1,35 84
335,7 30,1 652 548 383
544 409
Окончание табл. 1
Соединение —пар, кДж моль -обр, кДж моль атм Температура, К КПВ, % (об.)
К1 К2 Номер (УУЦ) Т Ткр Т кип Т всп Сн Св
С4Н9 С4Н9 35 (8) 356,3Р 356,1 356,3 26,9Р 26,1 27,1 669Р 668 669 567Р 495р 571 567 449р 395 424 1,6 1,65 9 8 10,4
С5Н11 С3Н7 36 (8) 356,3Р 356,1 356,3 26,9Р 26,1 27,1 669Р 668 669 567Р 509р 571 567 449р 395 424 1,6 1,65 9 8 10,4
С6Н13 С2Н5 37 (8) 356,3Р 356,1 356,3 26,9Р 26,1 27,1 669Р 668 669 567Р 517р 571 567 449р 395 424 1,6 1,65 9,8 10,4
С7Н15 СН3 38 (8) 356,3Р 356,1 356,3 26,9Р 26,1 27,1 669Р 668 669 567Р 517р 571 567 449р 395 424 1,6 1,65 9,8 10,4
С5Н11 С4Н9 39 (9) 376,9Р 377,0 377,0 24,4Р 23,8 24,6 685Р 684 684 590Р 513р 591 590 465р 406 465 2,0 21 12,9 13,4
С6Н13 С3Н7 40 (9) 376,9Р 377,0 377,0 24,4Р 23,8 24,6 685Р 684 684 590Р 532р 591 590 465р 406 465 2,0 2Л_ 12,9 13,4
С7Н15 С2Н5 41 (9) 376,9Р 377,0 377,0 24,4Р 23,8 24,6 685Р 684 684 590Р 538р 591 590 465р 406 465 2,0 21 12,9 13,4
С8Н17 СН3 42 (9) 376,9Р 377,0 377,0 24,4Р 23,8 24,6 685Р 684 684 590Р 538р 591 590 465р 406 465 2,0 21 12,9 13,4
С5Н11 С5Н11 43 (10) 397,6Р 398,0 22,3Р 22,1 699Р 700,3 613Р 530р 610 480р 417 2,6 17,1
С6Н13 С4Н9 44 (10) 397,6Р 398,0 22,3Р 22,1 699Р 700,3 613Р 530р 610 480р 417 2,6 17,1
С7Н15 С3Н7 45 (10) 397,6Р 398,0 22,3Р 22,1 699Р 700,3 613Р 530р 610 480р 417 2,6 17,1
С8Н17 С2Н5 46 (10) 397,6Р 398,0 22,3Р 22,1 699Р 700,3 613Р 559р 610 480р 417 2,6 17,1
С9Н19 СН3 47 (10) 397,6Р 398,0 22,3Р 22,1 699Р 700,3 613Р 559р 610 480р 417 2 6 17,1
Примечания: 1. Символом "р" обозначены данные, рассчитанные с помощью известных методов или взятые из справочной литературы. 2. Курсивом выделены значения, предсказанные по формулам (1)-(8), курсивом с подчеркиванием — по правилу углеродной цепи. 3. Жирным шрифтом выделены сомнительные значения, которые не учитывались при выводе уравнений (1)-(8).
га,
Н3С
он
ОУЦ = УУЦ = 1 1
кн,
Н,С'
сн,
он
ОУЦ = УУЦ = 2 + 1=3 4
ТчГН,
ш,
он
ОУЦ = УУЦ = 3 2
он
ОУЦ = 2; УУЦ = ОУЦ + ДСН= 2 + 0,5 = 2,5 3
он
ОУЦ = 2 + 2 = 4; УУЦ = ОУЦ + ДСН = 4 + 0,5 = 4,5
Рис. 2. Примеры определения ОУЦ и УУЦ в производных аминометанола 1-го и 2-го типов: ДСНз — вклад бокового метального заместителя
Таблица 2. Уравнения для прогнозирования физико-химических и пожароопасных свойств производных аминометанола
5
Показатель Уравнение Номер г2 Область применения
н-!^ кДж/моль Нар =1,55ЛС +37,95 1 0,9969 2 < Nс < 6 (только для 1-го типа)
Н^ кДж/моль Яобр = 20,92^С+167,83 2 0,9997 2 < ^ < 11
рк^ атм Ркр = 0,34^С - 8,82ЖС + 77,98 3 0,9982 2 < Nс < 11
К Ткр= 16,21ЖС +538,2 4 0,9923 2 < Nс < 11
Т К 1 кип, К Ткип = 0,8 ШС + 34,39ЖС + 347,19 5 0,9918 2 < Nс < 11
Т К Т всп, К Твсп = 0,34 N¡2 + 17,08 ЫС + 279,98 6 0,9965 2 < Nс < 11
Сн, % (об.) Сн = 0,07N2 - 0,89^ + 3,91 7 0,9992 2 < Nс < 11
Св, % (об.) Св = 0,57NС - 7,77NC + 33,6 8 0,9917 2 < ^ < 11
Отличие аминометанолов 2-го типа от кетонов и сложных эфиров [13-16] заключается в том, что в настоящем случае атом углерода функциональной группы Ф (Н2К-С-ОН) при расчете ОУЦ и УУЦ не учитывается. Примеры определения ОУЦ и УУЦ аминометанолов 1-го и 2-го типов представлены на рис. 2, на котором ОУЦ выделена прямоугольником, а боковые заместители — овалом.
В табл. 1 приведены литературные [3-7] и расчетные значения показателей физико-химических и пожароопасных свойств производных аминомета-нола, полученные с помощью известных методов АСБ/ЬаЬэ, ШР1Р (версия 4), СИешВюОГйсе 2012 и ГОСТ 12.1.044-89* [8-11]. В результате обработки этих данных выведены эмпирические уравнения (1)-(8) для прогнозирования теплот образования Нобр и парообразования Нпар, критической температуры
Ткр, критического давления Ркр, температур кипения
кр'
Ткип и вспышки Твсп, концентрационных пределов воспламенения—нижнего Сн и верхнего Св (табл. 2).
Прогнозы свойств дизамещенных аминометано-лов по формулам (1)-(8) (см. табл. 2) и правилу углеродной цепи [1-16] дают удовлетворительные результаты.
В заключение отметим, что в результате проведенного исследования предложены эмпирические уравнения, позволяющие прогнозировать физико-химические и пожароопасные свойства производных аминометанола; продемонстрировано действие правила углеродной цепи и свойства функциональных групп для подобных соединений, а также проведен сравнительный анализ расчетных значений, полученных с помощью известных программных комплексов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алексеев С. Г., Кошелев А. Ю., Барбин Н. М. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. XVI. а,ю-аминоспирты//Пожаровзрывобезопасность. — 2014. —Т. 23, № 12. — С. 13-19.
2. Алексеев С. Г., МавлютоваЛ. 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.
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 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
11. 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.
12. 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.
13. Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Алексеев К. С., Орлов С. А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. II. Кетоны (часть 1) // Пожаровзрывобезопасность. — 2011. — Т. 20, №6.— С. 8-15.
14. Алексеев С. Г., Барбин Н. М., Алексеев К. С., Орлов С. А. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. III. Кетоны (часть 2) // Пожаровзрывобезопасность. — 2011. —Т. 20, №7.— С. 8-13.
15. Алексеев С. Г., Алексеев К. С., Барбин Н. М. Связь показателей пожарной опасности с химическим строением. VIII. Сложные эфиры (часть 1) // Пожаровзрывобезопасность. — 2013. — Т. 22, № 1. —С. 31-57.
16. 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.
17. Сайт компании Sigma-Aldrich. URL : http://www.sigmaaldrich.com/catalog (дата обращения: 05-07.12.2013).
18. База данных университета Akron. URL : http://ull.chemistry.uakron.edu/erd (дата обращения: 08-10.12.2013).
19. Chemical Database DIPPR 801 (Brigham Young University). URL : http://www.aiche.org/dippr (дата обращения: 11-13.12.2013).
20. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник: в 2 ч. — М. : Пожнаука, 2004. — Ч. 1. — 713 с.
21. Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник: в 2 ч. — М. : Пожнаука, 2004. — Ч. 2. — 774 с.
22. База данных "ChemSpider". URL: http://www.chemspider.com (дата обращения: 15-17.03.2014).
23. HSPiP (версия 4). URL : http://www.piri-ka.com/ENG/TCPE/index.html (дата обращения: 01-10.01.2014).
24. Сайт компании Perkin-Elmer. URL : http://www.cambridgesoft.com/Ensemble_for_Chemistry/ ChemBioOffice/Default.aspx (дата обращения: 10.02.2014).
25. ГОСТ 12.1.044-89*. ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. Доступ из сборника НСИС ПБ. — 2013. — № 1 (50).
Материал поступил в редакцию 29 июля 2014 г.
CORRELATION OF FIRE HAZARD CHARACTERISTICS
WITH CHEMICAL STRUCTURE.
XVIII. ALKYL DERIVATIVES AMINOETHANOL
ALEXEEV S. G., Candidate of Chemistry Sciences, Associate Professor, Corresponding Member of WASCS, Senior Researcher of Science and Engineering Centre "Reliability and Safety of Large Systems" of Ural Branch of Russian Academy of Sciences (Studencheskaya St., 54a, Yekaterinburg, 620049, Russian Federation); Senior Researcher of Ural State Fire Service Institute of Emercom of Russia (Mira St., 22, Yekaterinburg, 620062, Russian Federation; e-mail address: [email protected])
KOSHELEV A. Yu., Senior Lecturer of Ural State Fire Service Institute of Emercom of Russia (Mira St., 22, Yekaterinburg, 620062, Russian Federation); Postgraduate Student of Science and Engineering Centre "Reliability and Safety of Large Systems" of Ural Branch of Russian Academy of Sciences (Mira St., 22, Yekaterinburg, 620062, Russian Federation; e-mail address: [email protected])
BARBIN N. M., Doctor of Technical Sciences, Head of Chemistry Department, Ural State Agrarian University (Karla Libknekhta St., 42, Yekaterinburg, 620075, Russian Federation); Senior Researcher, Ural State Fire Service Institute of Emercom of Russia (Mira St., 22, Yekaterinburg, 620062, Russian Federation; e-mail: [email protected])
ABSTRACT
It is performed QSPR research in number of alkyl derivatives aminoethanol. It is shown possibility of applying the carbon rule for prediction physicochemical and fire-dangerous properties of aminoalcohols. Empirical relationships for prediction heat of vaporization (Hv), heat of formation (Hf), critical pressure (Pc), critical temperature (Tc), boiling point and flash point, lower and upper flammability limits (LFL, UFL) are found depending on number of carbon atoms (NC): Hv = 1,55NC + 37,95 (2 < NC < 6 — 1st type); Hf = 20,92NC + 167,83 (2 < Nc < 11); Pc = 0,34NC2 -- 8,82Nc + 77,98 (2 < NC < 11); Tc = 16,21Nc + 538,2 (2 < Nc < 11); TB = 0,81 NC2 + 34,39Nc + + 347,19(2 <Nc < 11); FP = 0,34Nc2 + 17,08NC + 279,98 (2 <Nc < 11); LFL = 0,07Cc2-0,89Nc + + 3,91 (2 < Nc < 11); UFL = 0,57VC2 - 7,77NC + 33,6 (2 < Nc < 11). Flash point values of alkyl derivatives aminoethanol calculated by the ACD/Labs, HSPiP, ChemBioOffice 2012, Interstate standard 12.1.044-89* method.
Keywords: aminoethanol; indicator; flash point; dependence; predict; chemoinformatics.
REFERENCES
1. Alexeev S. G., Koshelev A. Yu., BarbinN. M. Svyazpokazateleypozharnoy opasnosti skhimicheskim stroyeniyem. XVI. a,ro-Alkanolaminy [Correlation of fire hazard characteristics with chemical structure. XVI. a,ro-Alkanolamines]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2014, vol. 23, no. 12, pp. 13-19.
2. Alexeev S. G., MavlyutovaL. K., Koshelev A. Yu., Alexeev K. S., BarbinN. M. Svyazpokazateleypozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. XII. Alkilbenzoly i dialkilbenzoly [Correlation of fire hazard characteristics with chemical structure. XII. Alkyl benzenes and dialkyl benzenes]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2014, vol. 23, no. 6, pp. 38-46.
3. Alexeev S. G., BarbinN. M., AlexeevK. S., Orlov S. A. Svyazpokazateley pozharnoy opasnosti skhimicheskim stroyeniyem. I. Alkanoly [Correlation of fire hazard indices with chemical structure. I. Alcohols]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2010, vol. 19, no. 5, pp. 23-30.
4. Alexeev K. S., Barbin N. M., Alexeev S. G. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. V. Karbonovyye kisloty [Correlation of fire hazard characteristics with chemical structure. V. Carboxylic acids]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2012, vol. 21, no. 7, pp. 35-46.
5. Alexeev K. S., Barbin N. M., Alexeev S. G. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. VI. Aldegidy [Correlation of fire hazard characteristics with chemical structure. VI. Aldehydes]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2012, vol. 21, no. 9, pp. 29-37.
6. Alexeev S. G., BarbinN. M., Smirnov V. V. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. VII. Nitroalkany [Correlation of fire hazard characteristics with chemical structure. VII. Nitro-alkanes]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2012, vol. 21, no. 12, pp. 22-24.
7. Smirnov V. V., Alexeev S. G., BarbinN. M., Zhivotinskaya L. O. Svyaz pokazateley pozharnoy opas-nosti s khimicheskim stroyeniyem. IX. Khloralkany (chast 2) [Correlation of fire hazard characteristics with chemical structure. IX. Chloroalkanes (part 2)]. Pozharovzryvobezopasnost—Fire and Explosion Safety, 2012, vol. 22, no. 4, pp. 13-21.
8. Smirnov V. V., Alexeev S. G., Barbin N. M., Kalach A. V. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. XI. Galogenalkany [Correlation of fire hazard characteristics with chemical structure. XI. Haloalkanes]. Pozharovzryvobezopasnost—Fire and Explosion Safety, 2013, vol. 22, no. 8, pp. 25-37.
9. Smirnov V. V., Alexeev S. G., BarbinN. M., Zhivotinskaya L. O. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. XIII. Tiospirty [Correlation of fire hazard characteristics with chemical structure. XIII. Alkylthiols]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2014, vol. 23, no. 8, pp. 15-25.
10. Smirnov V. V., Alexeev S. G., BarbinN. M. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. XIV. Alkilaminy [Correlation of fire hazard characteristics with chemical structure. XIV. Alkyl-amines]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2014, vol. 23, no. 9, pp. 27-37.
11. Alexeev S. G., BarbinN. M., Alexeev K. S., Orlov S. A. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. IV. Prostyye efiry [Correlation of fire hazard indices with chemical structure. IV. Ethers]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2011, vol. 20, no. 9, pp. 9-16.
12. Smirnov V. V., Alexeev S. G., Barbin N. M., Zhivotinskaya L. O. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. XV. Tioefiry [Correlation of fire hazard characteristics with chemical structure. XV. Thioethers]. Pozharovzryvobezopasnost—Fire and Explosion Safety, 2014, vol. 23, no. 11, pp. 24-33.
13. Alexeev S. G., BarbinN. M., Alexeev K. S.,OrlovS.A. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. II. Ketony (chast 1) [Correlation of fire hazard indices with chemical structure. II. Ketones (part 1)]. Pozharovzryvobezopasnost—Fire and Explosion Safety, 2011,vol.20,no.6,pp.8-15.
14. Alexeev S. G., BarbinN. M., Alexeev K. S., Orlov S. A. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. III. Ketony (chast 2) [Correlation of fire hazard indices with chemical structure. III. Ketones (part 2)]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2011, vol. 20, no. 7, pp. 8-13.
15. Alexeev S. G., Alexeev K. S., Barbin N. M. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. VIII. Slozhnyye efiry (chast 1) [Correlation of fire hazard characteristics with chemical structure. VIII. Esters (part 1)]. Pozharovzryvobezopasnost—Fire and Explosion Safety, 2012, vol. 22, no. 1, pp. 31-57.
16. Alexeev S. G., Alexeev K. S., Zhivotinskaya L. O., BarbinN. M. Svyaz pokazateley pozharnoy opasnosti s khimicheskim stroyeniyem. X. Slozhnyye efiry (chast 2) [Correlation of fire hazard characteristics with chemical structure. X. Esters (part 2)]. Pozharovzryvobezopasnost — Fire and Explosion Safety, 2012, vol. 22, no. 5, pp. 9-19.
17. Sigma-Aldrich database. Available at: http://www.sigma-aldrich.com/catalog (Accessed 5-7 December 2013).
18. Akron University database. Available at: http://ull.chemistry.uakron.edu/erd (Accessed 8-10 December 2013).
19. Chemical Database DIPPR 801. Available at: http://www.aiche.org/dippr (Accessed 11-13 December 2013).
20. Korolchenko A. Ya., Korolchenko D. A. Pozharovzryvoopasnost veshchestv i materialov i sredstva ikh tusheniya: spravochnik [Fire and explosive hazard of compounds and materials, and their fire extinguishing means. Handbook]. Moscow, Pozhnauka Publ., 2004, vol. 1. 713 p.
21. Korolchenko A. Ya., Korolchenko D. A. Pozharovzryvoopasnost veshchestv i materialov i sredstva ikh tusheniya: spravochnik [Fire and explosive hazard of compounds and materials, and their fire extinguishing means. Handbook]. Moscow, Pozhnauka Publ, 2004, vol. 2. 774 p.
22. ChemSpider database. Available at: http://www.chemspider.com (Accessed 15-17 March 2014).
23. HSPiP (version 4). Available at: http://www.piri-ka.com/ENG/TCPE/index.html (Accessed 1-10 January 2014).
24. Perkin-Elmer. Available at: http://www.cambridgesoft.com/Ensemble_for_Chemistry/ChemBioOffice/ Default.aspx (Accessed 10 February 2014).
25. Interstate standard 12.1.044-89*. Occupational safety standards system. Fire and explosion hazard of substances and materials. Nomenclature of indices and methods of their determination. Moscow, Izda-telstvo standartov, 1989; IPK Izdatelstvo standartov, 1996,2001. Available at: NSIS PB, 2012, no. 2 (48) (in Russian).
