Введение к работе
Актуальность проблемы. В последнее время резко возрос интерес к экстракции органических соединений (ОС), обусловленный успехами и аготребностями органического синтеза, химии природных соединений и биотехнологии. Это безусловно увеличивает значение систематических исследований по химии экстракции моно-, полифункциональных органических соединений (МФОС, ПФОС) и биологически активных веществ (БАВ), позволяющих подойти к решению задач количественного предсказания межфазного распределения в новых экстракционных системах и разработки дополнительных методов целенаправленного регулирования процессов разделения. Сведения по экстракции ОС также могут быть использованы при поиске синергетных смесей для экстракции металлов и обосновании условий -их выделения, при разработка процессов экстрактивной ректификации и кристаллизации ОС, мекфазного катализа и непрерывной ферментации. Обширной областью приложения экстракции ОС является аналитическая химия следовых количеств БАВ, имеющая важное значение для физиологии растений, фармгси-петики, медицинской диагностики, биохимии, экологического мониторинга. Исследования химии экстракционных равновесий ШОО, П'ЗОО и БАВ представляют интерес для физической химии БАВ, химии растворов ОС и являются актуальными как в научном, так п прикладном аспектах.
Работа выполнена в соответствии с планами НИР ИОХ УрО. РАИ по темам: "Исследование физико-химических свойств комплексов органических соединений в экстракциошю-сорбционных системах" (Л гос.регистрации 76009074) и "Исследование специфической сольватации органических соединений в наводных растворах. Физико-химическое обоснование ресурсосберегающих технологий выделения, концентрирования и очистки 'биологически активных веществ" (JS гос. регистрации 01.9.00.023126). Часть исследования проводилась по координационным планам АН СССР п АМН СССР "Фундаментальные науки медицине" и входила в план особо важных . работ по внедрению новой техшпси АН СССР на 1972-1977, 1982-1983, 1985-1989 Г.
Цель исследования. Установление физшо-хиаических законе— герностей экстракции и специфической сольватации 11ФОС, П$0С.
, У
- \
Изучение новых экстракционных систем, включая БАВ. Поиск эффективных экстрагентов и их композиций для выделения, концентрирования и очистки оО. Рекомендации по создании новых и оптимизации существующих экстракционных схем выделения ряда ШОС, ПФОС и БАВ.
Научная новизна. Определены состав и устойчивость экстрагируемых комплексов разнообразных ПФОС, ПФОС и БАЗ. Сформули-роваки закономерности специфической сольватации КФОС, ПФОС и установлена взаимосвязь сольватсых чисел с природой распределяемых соединений, используемых экстрагентов и разбавителей, возможностью образования внутримолекулярных водородных связей. Проведен сопоставительный анализ химических равновесий в неводных средах и экстрактах.
Получены значения констант распределения и экстракции ряда органических кислот, фенолов, антибиотиков, стероидов, фи-тогормонов* нукдэотидрп, алкалсэдоз, адаптогекйв, витамина Б^ и других БАВ в новых экстракционных системах.
Впервые изучены экстракционные свойства индивидуальных и нефтяных сульфоксидов, а также замещенных пираноЕ по отношению к ШОС, ІКОС и БАВ.
Обнаружен и интерпретирован ряд необычных эффектов в экстракции ПФОС, ПФОС, включия упрочнение экстрагируемых ги-драто-сольватов некоторых фенольних соединений с ацетатами и метилалкилкетонами по сравнению с их комплексами с более симметричными гомологами сложных эфиров и кетонов, аномально высокую экстракционную способность замещенных пиранов, инверсию вкотрагируемости гидрохинона и п-тирозола в системах с инертными и сольватирувдими растворителями, Еысокие тепловые эффекты экстракции витамина В12, изгиб изотерм экстракции кофеина и противоопухолевых антибиотиков вариамицино, митрамицина в сторону оси абсцисс в области, дплекой от насыщения экстрагента.
Практическая ценность. Найдены эффективные екстрагенти карбонових кислот, фенолов, пенициллинов, нистатина, эритромицина, олеандомицина и линкомицина, противоопухолевых антибиотиков митрамицина и вариамицина, а также карбоксициклопентв-нонов, витамина В12 и других Б/Л. Предложен оригинальный способ экстракции метициллина. Обоснована' и. оптимизирована модифицированная экстращиоклая схема выделения ауксинов,
используемая в практике физиологических исследований в Институте биологии УНЦ РАН. Разработаны способы выделения, очистки и осветления нефтяных сульфоксидов. Показана возможность применения окисленных сернистых дистиллятов нефти в качестве экстрагентов протонодоноркых ОС.
Проведены испытания разработанных методов виделения БАЗ на'промышленных растворах Курганского, Новосибирского, Красноярского и Пензенского заводов медицинских препаратов, Унген-ского биохимического завода, опытных производств ВКИИА и ИОХ УНЦ РАН, полностью подтвердивших результаты лабораторных исследований. Способ реэкстракции линкохицина внедрен в 1986 г. на ПО "Носаедпрепараты" ил. Л.Я.Карпова. Данные по распределению системного фунгицида пропиконазола, а также синтонов синтетического антибиотика пофлоксоцина использованы при создании опытно-промышленных регламентов и наработке опытных партий препаратов.
На защиту выносятся. Закономерности специфической сольва-тации ПФОС и ПФОС. Количественные данные по меифазному распределению МФОС, ПФОС и БАВ. Необычные эффекты в экстракции органических соединений. Зффективше екстрагента и синергетике смеси. Способы выделения разнообразных ОС из водных растворов.
Апробация работи. Результаты исследования доложены или представлены в материалах V-VII и XI Всесоюзных конференций по химии экстракции (Донецк, 1973 г; Кемерово, 1984 г; Москва, 1984 г; Дивногорск, 1987 г; Адлер, 1991 г.), I Всесоюзной конференции по экстракции органических соединений (Воронен, 1989 г.), Международных конференций по жидкостной экстракции ISEC (Москва, 1988 г; Киото, 1990 г.), Международной конференции по экстракции органических соединений ISEC0S (Воронеа, 1992 г.), II-V Международных конференций по химии и биотехнолопш природных соединений (Будапешт, 1982 г; София, 1984 г; Будапешт, 1986 г; Варна, 1988 г.), XIII-XV Международных конференций по изопреноидам (Прага, 1987 г; Познань, 1989 г; Прага, 1991 г.), XII-XV.Всесоюзных конференций по химии органических соединений серы (Душанбе, 1974 г; Батуми, 1976 г; Рига, 1988 г; Уфа, 1981 г.), Всесоюзного совещания по химии комплексных соединений (Новосибирск, 1975 г.). И-IV Всесоюзных конференций по неводным растворам (Иваново. 1987 г; 1939 г;
1991 г.), Всесоюзной конференции "Фазовые равновесия гетерогенных систем" (Уфа, 1981 г.), V Всесоюзной конференции по методам получения и анализа биохимических препаратов (Юрмала, 1987 г.), Всесоюзной школы-семинара "Иммуноанализ фитогормо-нов" (Уфа, 1989 г.), I Всесоюзной конференции по методам выделения и концентрирования органических соединений (Черноголовка, 1991 Г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 45 статей, более 60 тезисов докладов и получено 20 авторских свидетельств СССР.
Похожие диссертации на Химия экстракции ряда моно- и полифункциональных органических соединений
