800

1, 2а: R1 = H, R2 = CH3; 1, 2b: R1 = H, R2- R2 = (CH2)5; 1, 2c: R1 = CH3O, R2 = CH3; 1, 2d: R1 = CH3O, R2 = C2H5; 1, 2e: R1 = CH3O, R2- R2 = (CH2)4.

Исследования показали, что карбинолы 1а – е при взаимодействии с 2-цианофураном в среде бензол-серная кислота образуют производные 1- (2-фурил)-3,3-диалкил-3,4-дигидроизохинолина 2а – е (схема 1). Аналогично производные нафталина 3a,b образуют в этой реакции соединения ряда бензо[f]изохинолина 4a,b (схема 2).

Схема 2

3, 4а: R2 = CH3; 3, 4b: R2- R2 = (CH2)5;

Основания полученных соединений cодержат два диеновых фрагмента – фуран и 1-азадиен, что позволяет рассматривать их в качестве потенциальных реагентов в диеновом синтезе с целью построения новых полициклических систем. Также нами была изучена реакция оснований полученных соединений с малеиновым ангидридом. При этом удалось выделить соединение 5 – продукт присоединения малеинового ангидрида к основанию соединения 4а (схема 3).

261

Анализ данных ПМР и ИКспектроскопии, а также массспектрометрии, показал невозможность точного определения структуры соединения 5. Поэтому структура этого соединения была подтверждена данными РСА. Основная часть фрагмента бензо[f]изохинолина имеет планарную структуру, азотсодержащий фрагмент бициклической системы и пятичленный остаток ангидрида находятся противоположно друг другу. Фурановый цикл располагается перпендикулярно изохинолиновому фрагменту. В кристалле отсутствуют водородные связи и укороченные межмолекулярные контакты.

Таким образом, при попытке использования малеинового ангидрида в качестве диенофила имеющиеся в структуре диены – фуран и азадиеновая группа не затрагиваются, а происходит 1,4-присоединение во фрагменте 3,4-дигидроизохинолина. Одно из возможных объяснений такого течения реакции – реализация энергетически выгодной сопряженной структуры В, которая содержит активный диенаминовый фрагмент.

Схема 3

Литература

1.А.Г. Михайловский, Н.Н. Полыгалова, в кн. Избранные методы синтеза и модификации гетероциклов. Изохинолины: химия и биологическая активность, под ред. В.Г. Карцева, МБФНБ, Москва, 2008, т.7, с.237.

2.Михайловский, А.Г. Синтез 1-(3-кумаринил)- 3,3-диалкил-3,4- дигидроизохинолинов / А.Г. Михайловский, М.И. Вахрин // Химия гетероцикл. соедин. – 2004. – №8. – С.1198.

3.Михайловский, А.Г. Синтез 1-(2-фурил)-3,3-диалкил-3,4-дигидроизохинолинов

иих реакция с малеиновым ангидродом / А.Г. Михайловский, З.Г. Алиев, О.В. Сурикова, Н.Г. Ефремова // Химия гетероцикл. соедин. – 2012. – №11. – С.1774.

УДК 54:593.17

Я.Д.Сухарев – студент 1 курса Научный руководитель – Е.А. Британ, канд. хим. наук, доцент, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА

СИНТЕЗ НОВЫХ ТРАНСУРАНОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ЕГО ПЕРСПЕКТИВЫ От водорода до урана – вот все элементы, созданные природой и разместившиеся в Периодической Системе Элементов Д.И.Менделеева с 1 по 92 клетку. Каждый из них имеет несколько стабильных изотопов, общее число которых достигает 276. Стабильными называются те изотопы, время жизни которых превышает или сравнимо с возвратом Земли, составляющим

262

около 5 млрд. лет. Другие элементы и их изотопы хотя и могли образоваться в процессе ядерного деления при формировании Солнечной системы, но полностью распались с тех времен.

Самый тяжѐлый из природных элементов – уран. Его порядковый номер 92, период его полураспада - 4,5 млрд. лет, т.е. сравним с возрастом Земли, благодаря этому уран и сегодня встречается в природе. Элементы тяжелее урана – трансурановые элементы, они были синтезированы искусственно.

До 1955 г. Синтезом трансурановых элементов занимались серьѐзно лишь одна группа в США. Возглавлял еѐ учѐный с мировым именем Гленн Сиборг. Под его руководством в лаборатории Калифорнийского университета (г. Беркли) были последовательно синтезированы 9 трансурановых элементов от нептуния Np до менделеевия Md.

Все эти элементы долго живущие, поэтому их можно было исследовать и идентифицировать, т.е. определить необходимый минимум свойств классическими методами общей химии и радиохимии.

К этому времени возможности синтезировать и изучать новые элементы появились у физиков других стран. Начал работу Объединенный институт ядерных исследований под руководством академика Флѐрова в Дубне – (СССР), в 1957 году был построен мощный циклотрон. Наиболее совершенной техникой теперь обладали 2 институту в Беркли (США) и в Дубне(СССР).

Методы идентификации и техническая аппаратура у дубненской школы были несколько иные, чем у берклиевской школы.

В Дубне начали со 102 элемента, а в 1965 году удалось синтезировать 104-ый элемент, с названием «Курчатовий». Американские учѐные представили другие данные в 1970 году, однако в 1997году международный конгресс утверждал 104 элемент с названием «Резерфордий» приоритет был отдан американским учѐным. 105-ый элемент был назван «Дубнием», приоритет России. Началась новая глава ядерной физики, эксперимент возглавил Юрий Цолакович Оганесян.

Юрий Цолакович Оганесян - российский учѐный, специалист в области экспериментальной ядерной физики, академик РАН: Свою научную деятельность Ю. Ц. Оганесян начал в Институте атомной энергии. Являясь ближайшим учеником академика Г. Н. Флѐрова, он внѐс большой самостоятельный вклад в развитие этого направления как в реализацию оригинальных физических идей, так и в становление экспериментальной базы уско-

Г. Н. Флѐрова) Объединѐнного института ядерных исследований в Дубне. Свой эксперимент Оганесян нацелил на синтез новых элементов с устойчивыми ядрами – такие как 114, 116, 118 и др. [1].

263

Сиборгий - 106

Сиборгий синтезирован в 1974 г. в Лаборатории имени Лоуренса Калифорнийского университета в Беркли. Для получения нового элемента была использована реакция 249Cf + 18O → 263106 + 4n. Нуклид был идентифицирован по α-распаду в 259Rf и далее в 255No. Одновременно и независимо работавшая в Дубне группа Г. Н. Флерова и Юрия Оганесяна опубликовала данные о синтезе 106-го элемента в реакциях слияния ядер свинца и хрома.

Рабочая группа IUPAC в 1993 г. заключила, что работа группы из Дубны имела большое значение для дальнейших исследований, но, в отличие от работы группы из Беркли, не продемонстрировала с достаточной уверенностью образование нового элемента. Поэтому в 1997 г. IUPAC принял решение назвать элемент в честь физика из Беркли Гленна Сиборга, который участвовал в открытии плутония и девяти других трансурановых элементов. Сиборг стал первым учѐным, при жизни которого элемент был назван его именем.

Учѐные получили несколько изотопов сиборгия с массовыми числами 258 - 267, 269 и 271, различающихся периодом полураспада. Науке известны следующие соединения сиборгия: SgO2Cl2, SgO2F2,SgO3, SgO2OH2, а также комплексные ионы [SgO2F3]- и [Sg(OH)5(H2O)]+.

Борий - 107

О синтезе 107-го элемента впервые сообщила в 1976 г. группа Юрия Оганесяна из Объединѐнного института ядерных исследований в Дубне. Методика этой работы заключалась в исследовании спонтанного деления продуктов реакции слияния ядер висмута-209 и хрома-54.

В1981 году группа немецких учѐных из Института тяжѐлых ионов

(нем. Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI) в Дармштадте исследовала продукты той же реакции.

Всентябре 1992 года между учѐными Дармштадта и Дубны была достигнута договорѐнность о том, что элемент 107 следует назвать «нильсборий» в честь датского физика Нильса Бора.

Хассий - 108

Элемент 108 был открыт в 1984 в Центре исследования тяжѐлых

ионов (нем. Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI), Дармштадт, Герма-

ния в результате бомбардировки свинцовой (208Pb) мишени пучком ионов железа-58 из ускорителя UNILAC

Но в 1997 году она изменила свою рекомендацию и утвердила название хассий в честь немецкой земли Гессен [2].

Мейтнерий - 109

Впервые получен в 1982 году в Центре исследования тяжѐлых ионов

(нем. Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI), Дармштадт, Германия в

результате реакции:

209Bi+58Fe → 266Mt+n.

264

Название Мейтнерий (Мt) было предложено в честь австрийского физика Лизы Мейтнер. Название было официально принято ИЮПАК в

1997 году [3].

Дармштадтий - 110

Элемент получил название по месту открытия. Впервые синтезирован 9 ноября 1994 в Центре исследований тяжѐлых ионов Дармштадт, немецкими учѐными С. Хофманном, В. Ниновым, Ф. П. Хессбергером, П. Армбрустером, Х. Фолгером, Г. Мюнценбергом, Х. Шоттом и другими. Обнаруженный изотоп имел атомную массу 269.

Новый элемент был получен в реакции слияния атомов никеля и свинца в результате бомбардировки свинцовой мишени ионами никеля.

Изотопы дармштадтия были получены в результате ядерных реакций

,

В августе 2003 года Международный Совет по теоретической и прикладной химии (IUPAC) на своей 42-й Генеральной ассамблее в Оттаве официально ввѐл в периодическую систему новый химический элемент под номеров 110 и с названием дармштадтий [4].

Рентгений – 111

Предполагается, что рентгений - переходный металл, аналог золота. Элемент 111 был впервые синтезирован 8 декабря 1994 года в немец-

ком городе Дармштадте. Помимо немецких физиков, в международную группу входили трое учѐных из российского Объединѐнного института ядерных исследований, болгарин (В. Нинов), два словака и один представитель Финляндии.

Первый синтез был проведѐн по реакции

209Bi + 64Ni = 272Rg + n

IUPAC официально признал открытие 111-го элемента в 2003 году, а в 2004 году присвоил ему название рентгений.

Были ещѐ синтезировны 112 элемент - Коперниций, 114 элемент - Флеровий, 116 элемент - Ливерморий, а так же 113, 115, 117, 118, 119, 120 элементы, которым названия ещѐ не определены.

Большие перспективы синтеза новых элементов возлагаются на знаменитый швейцарский коллайдер, когда он заработает в полную силу. Там работают учѐные со всего мира. Изучать химию невозможно иначе, как на основе этого вездесущего закона. Периодическая система является основой для получения новых материалов и веществ с новыми, необычными, заранее заданными свойствами, таких веществ, которые неизвестны природе [5].

Литература

1.http://nuclphys.sinp.msu.ru/mirrors/m003.htm.

2.http://nplit.ru/books/item/f00/s00/z0000060/st036.shtml.

3.http://www.electrosad.ru/Proekt/NS.htm.

4.http://mgf.su/studentam/news/2011/12/istoria-sinteza-sverkhtyazhelykh-elementov.

5.http://ru.wikipedia.org.

265

УДК 574.24

А.А. Хисматулина – студентка 1 курса Научные руководители – И.Д. Якимова, канд. хим. наук, доцент,

ФГБОУ ВПОПермская ГСХА; С.Г. Лобес, учитель биологии высшей категории, СОШ № 2 г. Чернушка

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ НА СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ

Загрязнение воздуха выхлопными газами влияет на экологию, ухудшается здоровье людей в результате накопления в организме токсичных веществ, что приводит к увеличению числа легочных и сердечных заболеваний. Для сохранения здоровья человека необходимо соблюдать экологические нормы выброса вредных веществ [3] .

Целью данного исследования является сравнительная оценка состояния атмосферы в г. Перми и г. Чернушка Пермского края.

Городской транспорт представляет один из основных источников загрязнения воздуха. В выхлопных выбросах автомобилей содержатся оксиды азота, угарный газ, углеводороды, сажа, сернистый газ, тяжѐлые металлы. Каждый автомобиль выделяет до 4 кг этих веществ за сутки. За 100 км пути автомобиль использует столько же кислорода, сколько человек за всю свою жизнь. Уровень загрязнения воздуха зависит от ряда причин: чем больше расходуется топлива на единицу пробега, тем выше загрязнение, так тяжѐлые грузовики расходуют его в несколько раз больше, чем легковые автомобили [2].

Для проведения эксперимента была использована следующая методика: определяли количество единиц автотранспорта в течение 30 минут на участке автотрассы длиной 21,75 м (длина участка определялась шагами и рассчитывалась исходя из средней величины шага). Были выбраны участки дорог, не являющиеся автотрассами и скоростными шоссе. На изучаемом участке исследования проводились в разное время суток на протяжении 5 дней, далее результаты усредняли [1].

Общий путь (Si, км), пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час (легковой и грузовой транспорт) рассчитывали по формуле:

Si = Ni ∙ s,

где Ni – количество автомобилей каждого типа за 1 час, s – длина участка, км (табл. 1, табл. 2)

Количество топлива (Qi, л), сжигаемого при этом двигателями автомашин рассчитывают по формуле:

Qi = Si ∙ Yi,

где Yi – эмпирический множитель (0,13 – легковые автомобили; 0,33 – грузовые автомобили; 0,44 – автобусы) [1].

266

Таблица 2

Количество сжигаемого топлива (г. Пермь)

Масса выделившихся вредных веществ (m, г) рассчитывали по формуле (табл. 3,4)

m = (V ∙ M) / 22,4 ,

где М – молярная масса вещества, V – объем газа, л.

V = Qi ∙К,

где К – множитель (угарный газ СО – 0,6; углеводороды С6Н14 – 0,1; диок-

сид азота NO2 – 0,04) [1].

Таблица 4

Количество вредных выбросов (г. Пермь)

Из приведенных данных видно, что в г. Перми количество вредных веществ в атмосфере в два раза выше, чем в г. Чернушке. Состояние воздуха в больших мегаполисах зависит от количества автомобильного транспорта и негативно сказывается на здоровье людей.

Литертура

1.Алексеев С.В, Груздева И.В., Муравьѐв А.Г., Гущин Э.В. Практикум по эколо-

гии// М., 1996.

2.Гладкий В.П. Урбанизация и экология // Л., 1990.

3.Коробкин В.И Экология // М., 2006.

267

УДК 547.415.3+547.816

С.М. Щуренко – студентка 2 курса, В.Ю. Горохов – ассистент Научный руководитель – Л.П. Юнникова, д-р хим. наук, профессор, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА

КАЧЕСТВЕННАЯ ОЦЕНКА ОСНОВНОСТИ ЗАМЕЩЕННЫХ АРИЛАМИНОВ С ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИМ ФРАГМЕНТОМ

Концепция кислотности и основности широко используется в современной органической химии, так как значительное количество химических реакций можно представить с этой точки зрения [1].

Ранее рядом советских ученых было проведено полярографическое исследование основности ариламинов, имеющих разные заместители в пара

– положении анилинового и альдегидного колец, и установлена зависимость влияния заместителей на основность [2].

Цель данной работы – качественное определение основности аминов, содержащих гетероциклический заместитель в пара-положении анилинового кольца.

Изучено взаимодействие эквимолекулярных количеств N- бензилиденанилина (1) с 4-(9-ксантенил)анилином (2) (схема 1), 4-(9- тиоксантенил)анилином (3) (схема 2) и 4-(5-азаксантенил)анилином (4) (схема 3), а также N-бензилиден-4-метоксианилина (5) с указанными ариламинами (2-4) (схема 4). Растворитель – этанол, время реакции 1 час.

Схема 1

Схема 2

Схема 3

Установлено, что в результате взаимодействия имина (1) с ариламинами (2-4) с выходом, приближающимся к количественному, выделены основа-

268

ния Шиффа, содержащие гетероциклический фрагмент: N-бензилиден-4-(9- ксантенил)анилин (6), N-бензилиден-4-(9-тиоксантенил)анилин (7) и N- бензилиден-4-(5-азаксантенил)анилин (8). Полученные продукты (6-8) по температурам плавления, масс- и ЯМР Н1 спектрам соответствуют ранее описанным соединениям [3-5]. Установленный экспериментальный факт указывает на то, что ариламины с гетероциклическим фрагментом (ксантена, тиоксантена или 1-азаксантена) более сильные основания чем анилин, так как они способны вытеснять его из N-бензилиденанилина.

Оказалось, что исследуемые ариламины (2-4) не способны вытеснять пара-анизидин (9) из N-бензилиден-4-метоксианилина (5) (схема 4).

N

R= OH SH O H

Из литературных данных известно [6], что пара-анизидин более сильное основание (pKa=5,29) чем анилин (pKa=4,58). Следовательно, основность ариламинов с фрагментами ксантена, тиоксантена и 1- азаксантена выше, чем анилина, но ниже чем пара-метоксианилина. Интервал pKa для исследуемых ариламинов находится в области 4,58-5,29.

Результаты проведенного исследования позволяют предложить следующий ряд основности замещенных ариламинов:

Литература

1.Днепровский А.С., Темникова Т.И. Теоретические основы органической химии

//Л.: Химия. 1991. 560 с.

2.Азометины. Строение, свойства, применение // Отв. ред. Ю.А. Жданов. Ростов- на-Дону. 1967. 293 с.

3.Юнникова Л.П. Взаимодействие N-бензилиденанилинов с ксантеном // ЖОрХ. 1995. Т31. Вып. 1. С. 76-79.

4.Юнникова Л.П. Восстановительное гетерилирование иминов тиоксантеном // ХГС. 1995. №7. С. 1003-1005.

5.Горохов В.Ю., Юнникова Л.П., Махова Т.В., Александрова Г.А. Синтез N- арил(гетерил)метилен-[4-(5H-хромено[2,3-b]-пиридин-5-ил)фенил]аминов и их антимикобактериальная активность // Бутлеровские сообщения. 2012. Т.32. №10. С.27-29.

6.Справочник Химика // Отв. ред. Б.П. Никольский. Изд. «Химия». МоскваЛенинград. 1964. Т.3. С. 98.

269

ЭКОЛОГИЯ

УДК 633.1

Е.А. Белкина, А.А. Малелина – студенты 4 курса Научный руководитель – Е.В.Пименова, доцент, канд. хим. наук ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА

ВЛИЯНИЕ СОЛЕОТВАЛА БКПРУ-3 Г. БЕРЕЗНИКИ НА ЗАСОЛЕНИЕ И ФЕРМЕНТАТИВНУЮ АКТИВНОСТЬ ПОЧВ

Одним из крупнейших производителей калийных удобрений в Пермском крае, да и в стране в целом, был и остается ОАО «Уралкалий».

В процессе производства калийных удобрений образуются жидкие, твердые и газообразные отходы. В России в настоящее время галитовые отходы складируют на поверхности земли в виде солеотвалов высотою 25 – 30м.

Солеотвал Березниковскогокалийного производственного рудоуправления № 3 (БКПРУ-3)располагается на ровной поверхности, его площадь составляет 144,5 га.

Вредное воздействие отходов калийных предприятий на окружающую среду выражается в засолении почв, поверхностных и подземных вод, загрязнении атмосферы промышленных площадок пылью [2].

Засоление – процесс накопления соли в верхних горизонтах почвы в недопустимых концентрациях для нормального роста и развития – может происходить в районах орошаемого земледелия (в результате завышенных норм полива и поднятия уровня грунтовых вод), при неправильном использовании удобрений, в результате несовершенной технологии добычи и производства минеральных солей. При неправильном использовании удобрений происходит подкисление или подщелачивание почвы, загрязнение почвы тяжелыми металлами, нитратами. При внесении высоких доз калийных удобрений неблагоприятного действия не обнаружено, но в силу того, что значительная часть удобрений представлена хлоридами, часто сказывается воздействие ионов хлора, отрицательно влияющего на состояние почвы [6].

Известно, что трансформация органического вещества, мобилизация макро- и микроэлементов в почвах осуществляются с помощью ферментов, выделенных в данный момент живыми организмами или находящимися в почве в адсорбированном состоянии, поэтому ферментативная активность дает полное представление о биологическом состоянии почв[3].

Ферменты, относящиеся к классу гидролаз и оксидоредуктаз, играют существенную роль в важнейших биохимических процессах: каталаза – в окислительно-восстановительных реакциях, уреаза и фосфатаза в гидролитическом расщеплении органических веществ [7].

270