Исследование реакций механохимического синтеза с участием природных, синтетических полимеров и органических соединений

1.

Тема FRES-2023-0002
«Исследование реакций механохимического синтеза с участием природных,
синтетических полимеров и органических соединений»
Отчет о НИР
«Исследование реакции нитрования гуминовых кислот и органических соединений,
получения азометинов полисахаридов с антимикробными препаратами,
анестетиками, антибиотиками, изучение состава и свойств продуктов реакции.
Исследование парамагнитных характеристик исходного и химически обработанного
бурого угля в процессе термохимической деструкции»
(промежуточный, этап 1)

2.

Поставленные задачи отчетного периода
1) Разработка методики механохимического нитрования гуминовых кислот, изучение
физико-химических свойств продуктов реакции. Изучение механохимического
нитрования органических веществ;
исследование влияния рН и неэлектролитов на физико-химические характеристики
растворов этоксиаминогуминовых кислот и димерных ПАВ.
2) Получение азометиновых производных различных крахмалов и декстрина с
анестетиками антибиотиками и антимикробными препаратами, изучение состава и
свойств продуктов реакции.
3) Изучение химической обработки бурого угля на его парамагнитные
характеристики.

3.

Поставленные задачи
Разработка методики механохимического нитрования
гуминовых кислот, изучение
физико-химических свойств
продуктов реакции. Изучение
механохимического нитрования
органических веществ
Исследование влияния рН и
неэлектролитов на физикохимические характеристики
растворов
этоксиаминогуминовых кислот и
димерных ПАВ
Получение азометиновых
производных различных
крахмалов и декстрина с
анестетиками антибиотиками и
антимикробными препаратами,
изучение состава и свойств
продуктов реакции
Изучение химической обработки
бурого угля на его
парамагнитные характеристики
Планируемые результаты
Полученные результаты
Будет исследована возможность
проведения реакций нитрования
гуминовых кислот и органических
веществ методом твердофазного
механохимического синтеза с
использованием нитрита натрия
Впервые показана возможность нитрования гуминовых кислот методом
механохимической обработки с нитритом натрия. Полученные нитрогуминовые кислоты
содержат большее количество карбоксильных и гидроксильных групп по сравнению с
исходными. Нитрование в тех же условиях фенолов и ароматических кислот не дало
положительного результата.
Будет исследовано влияние рН среды
на динамическое, равновесное поверхностное натяжение и реологические
характеристики растворов этоксиаминогуминовых кислот, влияние
неэлектролитов на адсорбционное
поведение дикатионных ПАВ
Будет исследована реакция получения
азометиновых производных крахмалов
различного ботанического
происхождения и декстрина с
лекарственными препаратами, изучен
состав и свойств продуктов.
Обнаружено, что введение аминогруппы в структуру макромолекул гуминовых кислот
(аминогуминовые и этоксиаминогуминовые кислоты) способствует увеличению
поверхностной активности и вязкоупругости растворов их солей в области рН = 4–9. При
исследовании влияния добавок сильных электролитов и спиртов на свойства солей
гуминовых кислот и дикатионного ПАВ выявлена их высокая солестойкость.
Будет изучено влияние химической
обработки бурого угля на его
парамагнитные характеристики и выход
продуктов термохимической
деструкции
Показано, что происходящее в результате щелочной обработки бурых углей удаление
гуминовых кислот сопровождается изменением концентрации парамагнитных центров и
способствует уплотнению упаковки структурных элементов в органической массе
топлив, увеличению прочности межмолекулярных взаимодействий, доли карбонильных
групп и ароматических фрагментов в остаточном угле. Установлено, что угли
восстановленного типа характеризуются повышенным содержанием серы и дают
больший выход первичной смолы пиролиза.
Получены конъюгаты полисахаридов с антимикробными препаратами, анестетиками,
антибиотиками, сопоставлены результаты воздействия различных видов механического
воздействия (экструзия, сдвиг/удар, УЗ) на состав продуктов. Для конъюгата
цефатоксима изучен процесс высвобождения, показано, что он соответствует
характеристикам полимерной системы доставки лекарства. Установлено, что при
совместной механической обработке (экструзией, сдвигово-ударным воздействием,
ультразвуком) ацикловира, крахмала и КМЦ лекарственное вещество образует с
полисахаридами Н-связи, в результате чего увеличивается его растворимость в воде.
Оценка выполнения в %: выполнено в полном объеме

4.

Состав исполнителей
руководитель – зав. отделом ИРР, д-р хим. наук
Должность
Ведущий научный сотрудник
Старший научный сотрудник
Научный сотрудник
Младший научный сотрудник
Младший научный сотрудник
Ведущий инженер
Инженер
Научные работники
Всего исполнителей
Ученая степень
Сотрудники отдела
канд. хим. наук
канд. хим. наук
канд. хим. наук
канд. хим. наук
–
–
–
Всего
7 канд. хим. наук
Внутренние совместители
Младший научный сотрудник
–
Количество сотр.
1
4
1
1
6
2
2 (по 0,5 ст.)
14
18
2 (по 0,5 ст.)

5.

Доля научных работников до 39 лет от общей численности отдела:
4 м.н.с. (28,6% от числа научных работников) + 2 инженера (всего 33,3% от общего кол-ва исполнителей)
Их конкретный вклад в полученные результаты:
Шелест – соавтор 2 статей (в «Коллоидный журнал» и «Вестник ДонНУ»)
Шелест, Рогатко – по 1 устному докладу на Всероссийской конференции с международным участием и
элементами научной школы для молодежи «Экотоксикология – 2023»
Шелест – соавтор 3 тезисов докладов (заочное участие);
Рогатко, Шевчук, Сиверский – соавторы 1 тезисов докладов (заочное участие)

6.

Количество запланированных публикаций, рейтинг изданий (импакт-фактор), в которых запланированы
публикации (данные ПТНИ), соотношение этих данных с реально опубликованными на текущий момент.
Запланирована публикация 7 статей в научных журналах, входящих в базу данных РИНЦ
Опубликовано 7 статей:
1 – «Коллоидный журнал» (К1);
1 – «Химия в интересах устойчивого развития» (К2); 1 – «Вестник Новгородского ГУ» (К2);
3 – «Вестник Донецкого ГУ» (в базе РИНЦ ISSN : 2415-7058);
1 – Сб. научных статей Межд. научно-практической конф., 11.10.2023 г. – Курск: ЮЗГУ, 2023. – ISBN 978-5-7681-1657-6
Количество и статус запланированных докладов на конференциях
Запланировано 3 доклада на ведущих международных научных (научно-практических) конференциях в Российской
Федерации и за рубежом.
Проведены выступления с 3 устными докладами:
1 – на Международной научно-практической конференции, 11 октября 2023 г. (Минобрнауки России, Юго-Западный гос.
ун-т (on-line);
2 – на Всероссийской конференции с международным участием и элементами научной школы для молодежи
«Экотоксикология – 2023» 23–24 ноября 2023 г., Тульский ГУ.
Заочно представлены 14 докладов:
7 – на XIII Международной научной конференции «Химическая термодинамика и кинетика». Великий Новгород, 15–19 мая 2023 г.;
1 – на XII Международном российско-казахстанском симпозиуме «Углехимия и экология Кузбасса». Кемерово, 3-6 июля 2023 г.;
3 – на VII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Донецк, 16–18 мая 2023 г.;
3 – на VIII Международной научной конференции «Донецкие чтения 2023 : образование, наука, инновации, культура и вызовы современности».
Донецк, 25-27 октября 2023 г.

7.

Поставленные научные задачи на текущий год (план). Планируется ли привлечение к выполнению
поставленных задач институтов-кураторов (указать учреждение), планируется ли заключение
договоров о сотрудничестве (соглашений о взаимодействии)?
На 2024 г. планируются следующие задачи:
1. Поиск новых реагентов для механохимического модифицирования гуминовых веществ с
целью получения новых продуктов с выраженными полезными свойствами, продолжение
исследования равновесного поверхностное натяжения и реологических характеристик
растворов солей модифицированных гуминовых кислот.
2. Получение гидрогелей, наполненных лекарственными веществами, исследование их
высвобождения из полимерной матрицы.
3. Со-пиролиз углеродсодержащих бытовых отходов с низкосортным углем.
Планируется привлечение к выполнению поставленных задач института-куратора (ИСПМ
РАН), а также заключение договоров о сотрудничестве (соглашений о взаимодействии) с
Институт биологии южных морей им. Ковалевского РАН (Севастополь).
Проект соглашения был направлен также в Институт химии твердого тела и механохимии
Сибирского отделения Российской академии наук (ИХТТМ СО РАН, Новосибирск).

8.

Запланированные показатели на 2024 г.
Предполагается подача 8-9 статей
Исполнители
Группа Хилько
Группа Крюк
Шевкопляс
Журнал
Химия твердого топлива – 1
Химия в интересах устойчивого развития –1
Вестник НовГУ – 2 приняты к печати
Химико-фармацевтический журнал – 1 отправлена
Химия в интересах устойчивого развития – 1, работа над замечаниями рецензентов
Журнал общей химии – 1
Известия вузов – 1
Вестник Тверского ГУ – 1
Категория
К1
К2
К2
К2
К2
К2
К2
К2
Предполагается 4 выступления с устными докладами
Докладчики
Группа Хилько
Группа Крюк
Конференция
Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов 2024» (МГУ, секция
«Дисперсные системы и поверхностные явления»)
24-ая Международная конференция по химической термодинамике (Иваново, секция «Термодинамика
поверхностных явлений»)
6-ая Всеросийская конф. по медицинской химии «МедХим-Россия» (Н. Новгород, секция «Поиск и создание новых
терапевтических средств на основе природных соединений, иммунологически активных препаратов»)
14-ая Международная научная конференция «Химическая термодинамика и кинетика», Тверь