«ионитті катализаторлар қатысында пиридинкарбон қышқылдарының амидтерін алу реакциясының инетикалық заңдылықтарын зерттеу»

Жоспар
Кіріспе

МАЗМҰНЫ

БЕЛГІЛЕУЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
1 ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .12
1.1 Нитрилдерді каталиттік гидратациялау арқылы амидтерді
синтездеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
1.2 Нитрилдер гидролизінің механизмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...31
2 ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .38
2.1 Бастапқы заттардың, аралық және соңғы өнімдердің сипаттамасы...38
2.2 АВ.17.8 анионитінің сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...38
2.3 АВ.17.8 анионитінің (ОН.) формасын дайындау әдістемесі ... ... ... .39
2.4 АВ.17.8 анионитін регенерациялау әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... .42
2.5 3. және 4. цианпиридинді возгонкалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .42
2.6 3. және 4. цианпиридиннен никотинамидті және изоникотин.
амидті синтездеу әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..42
2.7 Никотинамидтен никодинді синтездеу әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ...43
2.8 Реакцияның бастапқы заттары мен соңғы өнімдерін анализдеу
және идентификациялау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..45
2.8.1 Никотинамидті фотоколориметриялық әдіспен анықтау ... ... ... ... ...45
2.8.2 Никодиннің шынайылығын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .45
2.8.3 Реакцияның бастапқы заттары мен соңғы өнімдерін
ИҚ. спектроскопиялық әдіспен зерттеу әдістемесі ... ... ... ... ... ... ... ..46
3 НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛҚЫЛАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...47.
3.1 Пиридинкарбон қышқылдарының амидтерін АВ.17.8 (ОН.)
аниониті қатысында гидратация реакциясы арқылы синтездеу ... ...47
3.2 Никотинамидті формилдеу арқылы никодин алу процесінің кинетикасын зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 48
3.3 АВ.17.8 (ОН.) анионитіндегі гидратация және формилдеу
реакцияларының механизмі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...53

4 ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ. ҚАУІПСІЗДІК ТЕХНИКАСЫ ... ... ... ...56
4.1 Химия лабораториясында қауіпсіздік техникасының сақтау шаралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 56
4.2 Электр тогымен зақымданудан қорғау шаралары ... ... ... ... ... .56

ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .60
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .62
ҚОСЫМШАЛАРЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...65

КІРІСПЕ
Тақырыптың өзектілігі. Нитрилдер (немесе органикалық цианидтер) көгерткіш қышқылдардың күрделі эфирлеріне жатады. Нитрилдер қазіргі уақытта зерттеушілердің үлкен назарын аударуда. Өйткені циан тобының реакцияласу қабілетіне байланысты, олар алуан түрлі өзгерістерге ұшырап практикалық маңызы зор көптеген қосылыстардың түзілуіне әкеледі. Сонымен қатар нитрилдерді заларсыздандыру өзекті мәселе, себебі олар тірі ағзалар үшін өте уытты болып табылады. Олардың уытты әрекетінің механизмінің мәні қаннан ағза жасушасына оттекті тасымалдау процесін тежей отырып фермент цитохромоксидаза функциясын бұзуында. Осыған байланысты цианидтерді практикалық жағынан маңызды қосылыстарға мысалы амидтерге, гидразидтерге, гидразондарға, карбон қышқылдарына өзгерту арқылы пайдалы өнімдер алу процестері өте өзекті болып саналады. Медицинада тек қана никотин қышқылы ғана емес, сонымен қатар оның туындысы болатын бірқатар препараттар қолданылады, олар: никотинамид, никодин, никотин қышқылынының диэтиламиді. Никотин қышқылы және никотинамид РР-дәрумен ретінде пеллагра ауруына қарсы қолданылатын зат болып есептеледі [1]. Никодин бауыр, бүйрек, зәр шығару жолдары ауырғанда антисептикалық зат ретінде пайдаланылады. Никотин қышқылының диэтиламиді дәрумен ретінде қолданылады. Ол спецификалық антипеллагралық зат болып есептеледі және қан тамырларын кеңейту қасиетіне ие [2].
Пиридинкарбон қышқылдарының амидтерін алу үшін нитрилдерді гидратациялайды, карбон қышқылдарының хлорангидридтерін, ангидридтерін аминолизге ұшыратады. Өндірісте никотинамидті 4 сатылы процес арқылы синтездейді:

Бұл кезекті процестің екінші сатысында никотин қышқылына газ тәрізді аммиакты, аммиактың сулы ерітіндісінің қоспасын 180-1850С –та қосып, никотинамидті синтездейді. Бұл әдістің кемшілігіне процестің көп сатылы жүруі, жанама өнім ретінде қауіпті жарылғыш нитроқосылыстардың түзілуі, коррозияға төзімді қондырғыны қолдану қажеттігі болып табылады. Сондықтан гетерогендік катализаторды қолдану арқылы практикалық маңызды амидтерді синтездеу өзекті болып табылады.
Ғылыми зерттеу жұмысының мақсаты:
Пиридинкарбон қышқылы нитрилдерін зиянсыз бейтарап заттарға айналдыру мақсатында 3- және 4-цианпиридиннен өздеріне сәйкес амидтерді каталиттік синтездеу, никотинамидтен никодинді алу жағдайларын зерттеу болып табылады.
Мақсатты орындау үшін келесі зерттеулер жүргізілді:
- 3-цианпиридиннен гидратация реакциясы арқылы өзіне сәйкес амиді АВ-17-8 (ОН) аниониті қатысында синтездеу;
- никотинамидті формилдеу арқылы никодинді алу процесінің кинетикасын зерттеу;
- гетерогендік катализатор АВ-17-8 (ОН) аниониті қатысында гидратация және формилдеу реакциялар механизмін зерттеу;
- ИҚ-спектроскопиялық әдіспен реакцияның бастапқы заттарын және соңғы өнімдерін зерттеу.
Ғылыми жаңалығы:
- Алғаш рет пиридинкарбон қышқылдарының амидтері АВ-17-8 (ОН) аниониті қатысында 3- және 4- цианпиридинді гидратациялау арқылы алынды, ары қарай никотинамидтен никодинді синтездеу мүмкіншілігі көрсетілді, сонымен қатар гидратация және формилдеу реакцияларының механизмі жөнінде болжамдар жасалды.
Дипломдық жұмыс Экология және химия кафедрасының органикалық химия лабораториясында жүргізілді.
Ұсынылған дипломдық жұмыс тақырыбына және зерттеулер жүргізуге, зерттеулер нәтижесін талқылауға көрсеткен көмегі және кеңестері үшін ғылыми жетекшім х.ғ.к., ХҚТУ профессоры С.А. Жұмаділлаеваға алғысымды білдіремін.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 37 бет
Таңдаулыға:

Қ.А.Ясауи атындағы Халықаралық қазақ-түрік университеті Инженерлік-
педагогикалық факультетінің 050112 – химия мамандығын бітіруші студент
Ерметова Юлдуз Раматуллақызының Ионитті катализаторлар қатысында
пиридинкарбон қышқылдарының амидтерін алу реакциясының инетикалық
заңдылықтарын зерттеу тақырыбына жазған дипломдық жұмысына

П І К І Р

Пиридинкарбон қышқылдарының орын басқан амидтерін – никотинаимд,
никодин, никотин қышқылының диэтиламидін медициналық практикада жиі
қолданылатын препараттар қатарына жататындықтан, қазіргі уақытта оларды
синтездеу әдістері зерттеушілердің назарын аударып жүр. Айталық, никотин
қышқылы және никотинамид РР дәрумені ретінде пелагра ауруына қарсы
қолданылады, никодин бауыр, бүйрек, зәр шығару жолдары аурығанда
антисептикалық зат ретінде қолданылатын препарат болып табылады.
Қарастырылып отырған Ю.Ерметованың диплом жұмысының мақсаты алғашқы рет
никотинамидтен АВ-17-8(ОН) аниониті қатысында никодинді алу процесінің
кинетикалық заңдылықтарын анықтау арқылы реакция механизмі жөнінде
болжамдар жасау болып табылады.
Өндірісте никотинамидті төрт сатылы процесс арқылы алынады. Бұл кезекті
процестің екінші стысында никотин қышқылына газ тәрізді аммиакты, аммиактың
сулы ерітіндісінің қоспасын 180-1850 С – та никотинамидті синтездейді. Бұл
әдістің кемшілігіне процестің көп сатылы жүруі, жанама өнім ретінде қауіпті
жарылғыш нитроқосылыстардың түзілуі, каррозияға төзімді қондырғаны қолдану
қажеттігі болып табылады. Сондықтан гетерогендік катализаторды қолдану
арқылы практикалық маңызды амидтерді синтездеу өзекті болып табылады.
Сонымен қазіргі кезде пиридинкарбон қышқылдарының амидтерін алу үшін аз
сатылы тиімді әдістерді ойластыру және зерттеу маңызды мәселе болып
табылады. Осыған байланысты Ю.Ерметованың пиридинкарбон қышқылдарының
амидтерін алу және олардың өзгерістерін зерттеуге арналған диплом жұмысы
өзекті болып табылады.
Ю.Ерметова диплом жұмысында алғашқы рет пиридинкарбон қышқылдарының
амидтерін АВ-17-8 (ОН) аниониті қатысында гидратация реакциясы арқылы
синтездеу жағдайы зерттеледі. 3- және 4- цианпиридиннен өздеріне сәйкес
амидтерін алу кезінде никотинамидтің изоникотинамидке қарағанда реакцияласу
қабілетінің төмен екендігі анықталды. Мұндай жағдай олардың молекуласындағы
электронтығыздығының әртүрлі таралуымен түсіндіріледі. Сонымен қатар,
никотинамидті формилдеу арқылы никодинді алу процесі зерттелді.
Әрекеттесуші заттардың массалық қатынасы НА:Кt:CH2O:H2O=1:2:8 (масс)
болғанда процесс температурасы 950С, реакция ұзақтығы τ=1,5 сағат.
Никодиннің ең жоғары шығымы 96%-ке тең болды. Сонымен, ұсынылып отырған
каталиттік әдісте бір сатылы гидратация процесі жүзеге асырылды. Никодиннің
шығымы жоғары мәнге ие болғандығы көрсетілді. Бұл жағдайда ұсынылып отырған
әдістің өндірістік көп саталы әдіске қарағанда анағұрлым тиімді екендігіне
нұқсайды.
Реакцияның бастапқы заттары және өнімдері ИҚ – спектроскопиялық
әдістермен зерттелді және олардың стандартты заттардікіне сәйкес екендігі
анықталды. Бұл заттардың анализі гравиметриялық және фотоколориметриялық
әдістермен жасалды. Студенттің диплом жұмыста тұжырымдаған нәтижелері
фотоколориметр КФК-2УХЛ, спектрометр Jasco (ІR – 810 Жапония) сияқты
қазіргі заманғы приборларды қолдану нәтижесінде алынды.
Қарастырылып отырған Ю.Ерметованың дипломдық жұмысының практикалық
маңыздылығы мен жаңалығы көп сатылы өндірістік әдістерге қарағанда
пиридинкарбон қышқылдарының амидтерін синтездеудің тиімді әдістері
ойластырылып ұсынылуында. Бұл әдістердің қарапайымдылығы, тиімділігі, әрі
қолданбалы маңызы жоғары.
Қорыта айтқанда Ерметова Юлдуздың дипломдық жұмыстың мақсатын толық
орындап шықты. Барлық тәжірибелер ұқыптылықпен жасалды. Сонымен,
қарастырылып отырған дипломдық жұмыс теориялық және практикалық маңызы
жағынан және зерттеулердің көлемі бойынша жоғары курс студенттерінің диплом
жұмысының деңгейіне қойылатын талаптарға сәйкес келеді, сондықтан бұл
жұмысты өте жақсы бағаға лайықты деп санаймын.

Ғылыми жетекшісі, Қ.А.Ясауи атындағы
Халықаралық қазақ-түрік университеті
Жаратылыстану және медицина институтының
Экология және химия кафедрасының
процессоры, х.ғ.к. С.А.Жұмаділлаева

ХҚТУ процессоры С.А.Жұмаділлаеваның
қолын растаймын
Кадр бөлімінің бастығы

Қ.А.Ясауи атындағы Халықаралық қазақ-түрік университеті Инженерлік-
педагогикалық факультетінің 050112 – химия мамандығын бітіруші студент
Ерметова Юлдуз Раматуллақызының Ионитті катализатор қатысында
пиридинкарбон қышқылдарының амидтерін алу реакцияларының кинетикалық
заңдылықтарын зерттеу тақырыбына жазған дипломдық жұмысына

РЕЦЕНЗИЯ

Пиридинкарбон қышқылдарының орынбасқан амидтерін – никотинамид,
никодин, никотин қышқылының диэтиламидін медициналық практикада жиі
қолданылатын препараттар қатарына жататындықтан, қазіргі уақытта
оларды синтездеу әдістері зерттеушілердің назарын аударып жүр.
Айталық, никотин қышқылы және никотинамид РР дәрумені ретінде
пилагра ауруына қарсы қолданылады, никодин бауыр, бүйрек, зәр
шығару жолдары аурығанда антисептикалық зат ретінде қолданылатын
препарат болып табылады.
Өндірісте никотинамидті төрт сатылы процесс арқылы алынады және
бұл әдіс бірқатар кемшіліктерге ие. Сонымен қазіргі кезде
пиридинкарбон қышқылдарының амидтерін алу үшін аз сатылы тиімді
әдістерді ойластыру және зерттеу маңызды мәселе болып табылады.
Осыған байланысты А. Жұмаділлаеваның пиридинкарбон қышқылдарының
амидтерін алу және олардың өзгерістерін зерттеуге арналған диплом
жұмысы өзекті болып табылады.
Қарастырылып отырған Ю.Ерметованың диплом жұмысының мақсаты –
алғашқы рет никотинамидтен АВ-17-8(ОН) аниониті қатысында никодинді алу
процесінің кинетикалық заңдылықтарын анықтау арқылы реакция механизмі
жөнінде болжамдар жасау болып табылады.
Ұсынылып отырған дипломдық жұмыс Қ.А.Ясауи атындағы Халықаралық қазақ-
түрік университетінің Инженерлік-педагогикалық факультетінің органикалық
химия лабораториясында жүргізілген. Студент Ю.Ерметова эксперименттерді
толығымен өз бетінше орындаған.
Дипломдық жұмысы әдебиеттік шолуды, эксперименттік бөлімді, нәтижелерді
талқылауды, қорытындыны қамтиды. Дипломдық жұмысқа 45 әдебиеттер тізімі,
7 кесте, 8 сурет енгізілген.
Ю.Ерметова диплом жұмысында алғашқы рет никотинамидті формилдеу
арқылы никодинді алу процесінің кинетикасы зерттелді.
Реакцияның бастапқы заттары және өнімдері ИҚ – спектроскопиялық
әдістермен зерттелді және олардың стандартты заттардікіне сәйкес екендігі
анықталды. Бұл заттардың анализі гравиметриялық және фотоколориметриялық
әдістермен жасалды. Студенттің ғылыми жұмыста тұжырымдаған нәтижелері
фотоколориметр КФК-2УХЛ, спектрометр Jasco (IR – 810 Жапония) сияқты
қазіргі заманғы приборларды қолдану нәтижесінде алынды.
Қарастырылып отырған Ю. Ерметованың дипломдық жұмысының практикалық
маңыздылығы мен жаңалығы көп сатылы өндірістік әдістерге қарағанда
пиридинкарбон қышқылдарының амидтерін синтездеудің тиімді әдістері
ойластырылып ұсынылуында. Бұл әдістердің қарапайымдылығы, тиімділігі, әрі
қолданбалы маңызы жоғары.
Ю. Ерметованың дипломдық жұмысы жоғары ғылыми деңгейде орындалған және
алынған тәжірибе нәтижелері құнды болып табылады.
Сонымен, қарастырылып отырған ғылыми жұмыс теориялық және практикалық
маңызы жағынан және зерттеулердің көлемі бойынша жоғары курс
студенттерінің диплом жұмысының деңгейіне қойылатын талаптарға сәйкес
келеді, сондықтан бұл жұмысты өте жақсы бағаға лайықты деп
санаймын.

М.Әуезов атындағы Оңтүстік Қазақстан
Мемлекеттік Университеті
Электрохимиялық технология
кафедрасының доцент м.а., х.ғ.к.
А.С.Түкібаева

АҢДАТПА

Жұмыстың мақсаты – алғашқы рет никотинамидтен АВ-17-8(ОН) аниониті
қатысында никодинді алу процесінің кинетикалық заңдылықтарын анықтау арқылы
реакция механизмі жөнінде болжамдар жасау болып табылады.
Никотин қышқылы және никотинамид РР дәрумені ретінде пеллагра аурына
қарсы қолданылатын заттар болып есептеледі. Никодин бауыр, бүйрек, зәр
шығару жолдары ауырғанда антисептикалық зат ретінде пайдаланылады. Никотин
қышқылының диэтиламиді спецификалық антипеллагралық зат болып есептеледі
және де ол қан тамырларын кеңейту қасиетіне бар зат ретінде қолданылады.
3- және 4- цианпиридинді қолдана отырып, никотинамидті синтездеу үшін
әрекеттесуші заттардың массалық қатынасы 3-РуСN : Кt : Н2О = 1 : 2 : 8
(масс.) бойынша алынды, температура 950С, реакция ұзақтығы 1 сағат болды.
Никотинамидті формилдеу арқылы никодинді алу процесінің кинетикасы
зерттелді. Қарастырылған процесс үшін реакцияның реті және активтендіру
энергиясының мәні анықталды. Никотинамидтен АВ-17-8(ОН) аниониті қатысында
никодинді синтездеу реакциясының кинетикасын зерттеу арқылы процестің
мүмкін болатын механизмі жөнінде қорытындылар жасалды.
Реакцияның бастапқы заттары және өнімдері ИҚ-спектроскопиялық
әдістермен зерттелді және олардың стандартты заттардікіне сәйкес екендігі
анықталды. Бұл заттардың анализі гравиметриялық және фотоколориметриялық
әдістермен жасалды. Дипломдық жұмыста тұжырымдалған нәтижелер
фотоколориметр КФХ-2УХЛ, спектрометр Jasco (ІR – 810 Жапония) сияқты
қазіргі заманғы приборларды қолдану нәтижесінде алынды.
Қарастырылып отырған зерттеулердің маңыздылығы ағызынды сулар
құрамындағы цианпиридиндерді практикалық маңызды амидтерге айналдыру
мүмкіншілігі көрсетілді.

АННОТАЦИЯ

Цель работы-исследовать кинетические закономерности процесса получения
никодина из никотинамида в присутствии анионита АВ-17-8(ОН) и сделать
выводы о механизме реакции.
Никотиновая кислота и никотинамид в качестве витамина РР применяют
против болезни пеллагра. Никодин применяют для лечения заболевании печени,
почек, мочевыделительной системы как антисептическое средство. Диэтиламид
никотиновой кислоты-специфический препарат против пеллагры, а также его
применяют как сосудорасмирящий препарат.
Массовые соотношение 3-РуСN : Кt : Н2О для синтеза никотинамида из 3-
цианпиридина равно 1 : 2 : 8, температура процесса 950С, продолжительность
реакции 1 час.
Изучены кинетические закономерности получения никодина формилированием
никотинамида. Рассчитаны порядок реакции и энергия активации процесса.
Исследуя кинетику реакции формилирования сделаны выводы о возможном
механизме процесса.
Исходные вещества и продукты реакции исследованы ИК-спектроскопическим
методом установлено, что они соответствуют стандартным веществам. Анализ
проводили гравиметрическим и фотоколориметрическим методами. В дипломной
работе результаты исследований получены с использованием современных
приборов фотоколориметра КФК-2УХЛ, спетрометра Jasco (ІR – 810 Япония).
В данной работе показана возможность превращения содержащихся в сточных
водах цианпиридинов в практически важные амиды.

МАЗМҰНЫ

БЕЛГІЛЕУЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
КІРІСПЕ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...9
1. ӘДЕБИЕТТІК
ШОЛУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..1 2
1. Нитрилдерді каталиттік гидратациялау арқылы амидтерді
синтездеу
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... 12
2. Нитрилдер гидролизінің
механизмі ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... .31
2. ЭКСПЕРИМЕНТТІК
БӨЛІМ ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ...38
2.1 Бастапқы заттардың, аралық және соңғы өнімдердің
сипаттамасы...38
2.2 АВ-17-8 анионитінің сипаттамасы
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 38
2.3 АВ-17-8 анионитінің (ОН-) формасын дайындау
әдістемесі ... ... ... .39
2.4 АВ-17-8 анионитін регенерациялау
әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... 42
2.5 3- және 4- цианпиридинді
возгонкалау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .42
2.6 3- және 4- цианпиридиннен никотинамидті және изоникотин-
амидті синтездеу
әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... . ..
..42
7. Никотинамидтен никодинді синтездеу әдістемесі
... ... ... ... ... ... ... ...43
8. Реакцияның бастапқы заттары мен соңғы өнімдерін анализдеу
және
идентификациялау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ..45
2.8.1 Никотинамидті фотоколориметриялық әдіспен анықтау ... ... ... ... ...45
2.8.2 Никодиннің шынайылығын
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .45
2.8.3 Реакцияның бастапқы заттары мен соңғы өнімдерін

ИҚ- спектроскопиялық әдіспен зерттеу
әдістемесі ... ... ... ... ... ... . ... .46

3 НӘТИЖЕЛЕРДІ
ТАЛҚЫЛАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 47.
1. Пиридинкарбон қышқылдарының амидтерін АВ-17-8 (ОН-)
аниониті қатысында гидратация реакциясы арқылы синтездеу ... ...47
3.2 Никотинамидті формилдеу арқылы никодин алу процесінің кинетикасын
зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ...48
3. АВ-17-8 (ОН-) анионитіндегі гидратация және формилдеу
реакцияларының механизмі
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 53

4 ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ. ҚАУІПСІЗДІК ТЕХНИКАСЫ ... ... ... ...56

1. Химия лабораториясында қауіпсіздік техникасының сақтау
шаралары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... 56
4.2 Электр тогымен зақымданудан қорғау шаралары ... ... ... ... ... .56

ҚОРЫТЫНДЫ ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ..60
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..62

ҚОСЫМШАЛАРЫ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...65

БЕЛГІЛЕУЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР
МФХ - Мемлекеттік фармакопея Х

НА - никотинамид

PyCN – цианпиридин
ИҚ – спектрі – Инфра қызыл спектрі
А.с – алмасу сыйымдылығы
т - таза
а.ү.т. – анализ үшін таза
Кt – катализатор
t – температура
τ – уақыт
υ – сіңіру жолағының жиілігі

КІРІСПЕ

Тақырыптың өзектілігі. Нитрилдер (немесе органикалық цианидтер)
көгерткіш қышқылдардың күрделі эфирлеріне жатады. Нитрилдер қазіргі
уақытта зерттеушілердің үлкен назарын аударуда. Өйткені циан тобының
реакцияласу қабілетіне байланысты, олар алуан түрлі өзгерістерге ұшырап
практикалық маңызы зор көптеген қосылыстардың түзілуіне әкеледі. Сонымен
қатар нитрилдерді заларсыздандыру өзекті мәселе, себебі олар тірі ағзалар
үшін өте уытты болып табылады. Олардың уытты әрекетінің механизмінің мәні
қаннан ағза жасушасына оттекті тасымалдау процесін тежей отырып фермент
цитохромоксидаза функциясын бұзуында. Осыған байланысты цианидтерді
практикалық жағынан маңызды қосылыстарға мысалы амидтерге, гидразидтерге,
гидразондарға, карбон қышқылдарына өзгерту арқылы пайдалы өнімдер алу
процестері өте өзекті болып саналады. Медицинада тек қана никотин қышқылы
ғана емес, сонымен қатар оның туындысы болатын бірқатар препараттар
қолданылады, олар: никотинамид, никодин, никотин қышқылынының
диэтиламиді. Никотин қышқылы және никотинамид РР-дәрумен ретінде пеллагра
ауруына қарсы қолданылатын зат болып есептеледі [1]. Никодин бауыр,
бүйрек, зәр шығару жолдары ауырғанда антисептикалық зат ретінде
пайдаланылады. Никотин қышқылының диэтиламиді дәрумен ретінде
қолданылады. Ол спецификалық антипеллагралық зат болып есептеледі және
қан тамырларын кеңейту қасиетіне ие [2].
Пиридинкарбон қышқылдарының амидтерін алу үшін нитрилдерді
гидратациялайды, карбон қышқылдарының хлорангидридтерін, ангидридтерін
аминолизге ұшыратады. Өндірісте никотинамидті 4 сатылы процес арқылы
синтездейді:

Бұл кезекті процестің екінші сатысында никотин қышқылына газ тәрізді
аммиакты, аммиактың сулы ерітіндісінің қоспасын 180-1850С –та қосып,
никотинамидті синтездейді. Бұл әдістің кемшілігіне процестің көп сатылы
жүруі, жанама өнім ретінде қауіпті жарылғыш нитроқосылыстардың түзілуі,
коррозияға төзімді қондырғыны қолдану қажеттігі болып табылады. Сондықтан
гетерогендік катализаторды қолдану арқылы практикалық маңызды амидтерді
синтездеу өзекті болып табылады.
Ғылыми зерттеу жұмысының мақсаты:
Пиридинкарбон қышқылы нитрилдерін зиянсыз бейтарап заттарға
айналдыру мақсатында 3- және 4-цианпиридиннен өздеріне сәйкес амидтерді
каталиттік синтездеу, никотинамидтен никодинді алу жағдайларын зерттеу
болып табылады.
Мақсатты орындау үшін келесі зерттеулер жүргізілді:
- 3-цианпиридиннен гидратация реакциясы арқылы өзіне
сәйкес амиді АВ-17-8 (ОН)
аниониті қатысында синтездеу;
- никотинамидті формилдеу арқылы никодинді алу процесінің
кинетикасын зерттеу;
- гетерогендік катализатор АВ-17-8 (ОН) аниониті қатысында
гидратация және формилдеу реакциялар
механизмін зерттеу;
- ИҚ-спектроскопиялық әдіспен реакцияның бастапқы заттарын
және соңғы өнімдерін зерттеу.
Ғылыми жаңалығы:
- Алғаш рет пиридинкарбон қышқылдарының амидтері АВ-17-8 (ОН)
аниониті қатысында 3- және 4- цианпиридинді гидратациялау арқылы алынды,
ары қарай никотинамидтен никодинді синтездеу мүмкіншілігі көрсетілді,
сонымен қатар гидратация және формилдеу реакцияларының механизмі жөнінде
болжамдар жасалды.
Дипломдық жұмыс Экология және химия кафедрасының органикалық химия
лабораториясында жүргізілді.
Ұсынылған дипломдық жұмыс тақырыбына және зерттеулер жүргізуге,
зерттеулер нәтижесін талқылауға көрсеткен көмегі және кеңестері үшін
ғылыми жетекшім х.ғ.к., ХҚТУ профессоры С.А. Жұмаділлаеваға алғысымды
білдіремін.

1 ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ
1.1 Нитрилдерді каталиттік гидратациялау арқылы амидтерді синтездеу
Көгерткіш қышқылы және цианидтер металлургия, химия,
металл өңдеу өндірісінің және коксохимия, мұнай химиясы
өндірістерінің ағызынды суларының құрамына кіреді. Мұнда
цианидтер уытты цианид иондары түрінде кездеседі [3]. Органикалық
цианидтер (нитрилдер) көгерткіш қышқылының күрделі эфирлеріне
жатады. Иіс сезу табалдырығы – 0,001 мгл [4].
1.1 - кесте
Цианидтердің әр түрлі концентрацияларының сулы орта
организмдеріне тигізетін әсері
Концентрация, Экспозиция Бақылау объектісі әсері

мгл
0,05 120-136 сағ Голец өлім
0,05 5 тәулік Форель өлім
0,1 1 тәулік Балықтар уытты
0,1 – 0,2 1-2 тәулік Кемпірқосақты форель өлім
0,12 – 0,128 96 сағат Құлақты алабұға өлім
0,126 170 мин Форель өлім
0,15 4,8-6,4 сағ Форель өлім
0,18 24 сағ Құлақты алабұға өлім
0,2 11 мин Кемпірқосақты форель өлім
гольен
0,25 24 сағ Дафниялар өлім
3,4 48 сағ өлім

Цианидтер адам және жылы қанды жануарлар үшін өте уытты, өлтіретін
орташа дозасы -50-60 мг. Ірі қара мал үшін -0,39-0,92 г, қойлар үшін
-0,04-0,10 г, жылқылар үшін -0,39 г, иттер үшін -0,03-0,04г ; қойлар үшін
уытты дозасы -1,05 мгкг салмақтың, ірі қара мал үшін өлімге әкелетін
концентрациясы -109 мгл. Жылы қанды жануарлар үшін өлімге әкелетін
минимальды дозасы -0,07 мгл, құлақты алабұға (окунь) үшін -0,16 мгл.

1.2 - кесте
Цианидтердің бекітілген немесе ұсынылған шекті рауалы
концентрациялары (мг л)
Су объектілері ШРК, мгл
Ауыз суы 0,05
Шаруашылық ауыз су және мәдени- тұрмыстық 0,1
Су қолданудағы сулы объектілер
Жер бетіндегі сулар 0,1
Балық шаруашылығы су қоймалары 0,05
Балық шаруашылығына жатпайтын су қоймалары 0,2
Ағызынды сулар толық биологиялық тазартуға
түскені 1,5
Шаруашылық-тұрмыстық және өнеркәсіптік
Канализацияға түскенде 1,0
Бос цианидтер 0,05
Жалпы цианидтер 0,1
Толық биологиялық тазартуға түскен кезде 0,5-1,0
Су қоймаларына түскен кезінде 1,0
0,5

Нитрилдер қазіргі уақытта зерттеушілердің үлкен назарын
аударуда, өйткені циан тобының реакцияласу қабілетіне
байланысты, олар алуан түрлі өзгерістерге ұшырап практикалық
маңызды көптеген қосылыстар-дың түзілуіне әкеледі.
Келтірілген схемадан көрініп тұрғандай циан тобының
өзгеріс-терінен ғана оттекті, азотты, күкіртті функционалдық
топтары бар гетероциклді қосылыстарды, полимерлерді, халық
шаруашылығында және медицинада қолданылатын физиологиялық
активтілігі бар амидтерді, карбон қышқылдарын, гидразидтерді,
күрделі эфирлерді, тағы басқаларды алуға болады.

Полимерлер

Ұзақ уақыттар бойы бұл қосылыстарды органикалық
цианидтерден алу әдістері таза препаративті сипатта ғана
болды. Өйткені карбон қышқылдарының нитрилдерін алу оңай
болмады және оларды сол кезде аминдерден, амидтерден,
қышқылдардан және спирттерден алады. Сонымен бірге нитрилдерді
өңдеудің көптеген белгілі әдістерінің эффективтілігі төмен
болады.
Соңғы жылдары органикалық цианидтер негізінде қойылатын
синтездерге қызығушылық кенеттен артты, мұндай жағдай
тотықтырғыштық аммонолиз процесінің ойластырылып өндіріске
енгізілуіне байланысты болды, бұл кезде көмірсутекті
шикізаттан өзіне сәйкес нитрил алынады.

Нитрилдердің гидролизі деп олардың сумен әрекеттесіп, қышқыл
түзу реакциясын айтады, бұл процестің аралық өнімдеріне амидтер жатады.
Нитрилдердің гидролизі қышқылды немесе сілтілі ортада жүреді. Әдебиеттік
мәліметтерден каталиттік әрекеттесу механизмі қышқылдар мен сілтілерде
әртүрлі екендігі және спецификалық ерекшелігімен сипатталатындығы белгілі.
Қышқыл қатысындағы нитрилдердің гидролизі, сілті қатысындағы
нитрилдердің гидролизімен салыстырғанда кейбір ерекшеліктерге ие. Мысалы,
- оксинитрилдердің гидролизін тек қышқылды ортада жүргізуге болады,
өйткені сілті қатысында олар бастапқы карбонилді қосылысқа және цианды
сутекке ыдырайды. Қышқыл қатысында баяу қыздырғанда күрделі құрылымға ие
алифатты және ароматты нитрилдер, жоғары шығыммен амидтерге айналады. Тағы
бір мысал полифосфорлы қышқылдар қатысында цианидті бензилдің 1150С –та 1
сағат жүретін гидратациясы 96% шығыммен амидке айналады. 1,2,5,6 –
Тетрагидропиридин – 3 карбон қышқылдың нитрилі концентрлі күкірт қышқылы
қатысында 75- 1000С – қа дейін қыздырғанда
90-99% шығыммен амидке айналады [5]
Нитрилдер гидролизінің ерекше әдісі болып құмырсқа қышқылын
қолдануға негізделген әдіс болып табылады, мұнда температура 180-2000 С
болғанда реакция аяғына дейін жүреді [6] Аз мөлшерлі тұз қышқылы немесе
бромды сутек қышқылының қатысында процесс атмосфералық қысымда жүреді және
қосымша қыздыруды талап етпейді.
Жоғарыда айтылғандай нитрилдердің гидролизі сатылап, аралық
өнімдер – амидтер түзілуімен жүреді.

Тепе-теңдік константасының мәні және екі реакцияның да жылдам-
дықтарының қатынасы нитрилдердің құрылымына, қолданылатын катализатор
табиғатына және гидролизді жүргізу жағдайына тәуелді. Егер k1k2 болса,
амид түзілу сатысында тоқтатуға болады. Күкірт қышқылымен гидролиздегенде
k1k2 қатынасы қышқыл концентрациасына тәуелді [7,8]. Осыған сәйкес
көптеген нитрилдерді 50%-дық немесе одан да сұйытылған қышқылмен өңдегенде
сәйкес карбон қышқылдар алынады [7, 9,10]. Нитрилдерді бұдан гөрі
концентрлі қышқылмен әрекеттестіргенде реакция амид түзілу сатысында
тоқтайды [7,11]. Мысалы, сірке қышқылды ортада кейбір алифатты және
ароматты нитрилдердің амидтерге дейін гидратациялану жылдамдығы, амидтердің
гидратация жылдамдығы мәніне қарағанда әлдеқайда жоғары [12]. Сонымен
жоғары концентрлі минералды қышқылдарды қолдану карбон қышқылдарының орнына
амидтердің алынуын қамтамасыз етеді [13]. Әр нитрилдің сумен әрекеттескенде
амид түзілуінің оптималды жағдайлары бар екендігін ескеру керек.
Нитрилдердің сумен әрекеттесу бағытына реакцияның температурасы әсер етеді,
яғни неғұрлым реакция ұзақтығы және температура жоғары болса, соғұрлым
нитрил амидке емес, керісінше қышқылға айналу мүмкіндігі жоғары.
Қышқылдармен катализденетін нитрилдер гидролизі белгілі бір
тәжірибелік қызығушылық танытады. Мысалы, өндірісте фенилацетамид синтезін
цианды бензилді 85%- дық күкірт қышқылымен шаю арқылы жүзеге асырады. Бірақ
оны қолдану белгілі қиындықтар туғызады. Бұл қиындықтар қосалқы
процестердің жүруімен және коррозияға төзімді қондырғыларды пайдалануға
байланысты [14].
Металдар гидроксидтерінің қатысында нитрилдерді гидролиздеу де
қышқылды гидролиздеу сияқты жиі қолданылады. Алифатты немесе май-ароматты
нитрилдердің құрылымы олардың сілті әсерінен гидролизге ұшырау қабілетіне
өз әсерін тигізеді [15]. Алифатты нитрилдердің алкилдік қалдықтары неғұрлым
көп тармақталған болса, соғұрлым гидролиз жылдамдығы кем болады. Бір
гомологтық қатардың алифатты нитрилдерінің молекулалық салмағы артқан сайын
(С3 – С4 ке дейін) басында гидролиз жылдамдығы төмендейді де, ал кейіннен
бұл мән тұрақты болып қалады. Қанықпаған қышқылдар нитрилдері әдетте сәйкес
қанықпаған алифатты нитрилдердің гидролизіне қарағанда жылдамырақ жүреді
[16].
Нитрилдер гидролизінде негізгі реагенттер ретінде натрий, калий
және барий гидроксидтері қолданылады [17, 18]. Сілті концентрациясы
жоғарылаған сайын гидролиз жылдамдығы артады [19]. ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.