Введение к работе
Актуальность темы. Одной из важнейших проблем современной химии является изучение условий получения и свойств новых соединений, имеющих важное научно-практическое значение. В последние годы интенсивно изучаются комплексные соединеїшя неорганических веществ с органическими лигандами. Особую актуальность среди них представляет новый вид сложных солей - амадкислоты, которые могут совмещать свойстваширокопршенимых исходных компонентов . с вновь приобретенными. Амидкислоты перспективны в качестве химических реактивов, кормовых добавок, удобрений, пестицидов, ингибиторов горения твердых ракетных топлив, улучшателей получения высокотемпературной керамики.
В настоящее время достаточно полно изучены процессы и продукты кислотно-основного взаимодействия' карбамида, ацетамида и ряда их производных с неорганическими кислотами. Практически отсутствуют сведения о'взаимодействии неорганических кисло? с валерамидом и изовалерамидом, молекулы которых имеют значительные дшольные моменты, свободные пары электронов у атомов азота и кислорода, обеспечивающие им электрокодонорные свойства и позволяющие присоединяться к самым разнообразным соединениям. В следствие этого валерамид и изовалер&мид могут быть лигандами в координационных соединениях и является весьма интересным установление влияния длины и строения радикала в молекулах амидов на состав, свойства и условия образования амидкислот.
Целью "работы являлось систематическое исследование взаимодействия неорганических кислот с валерамидом и изовалерамидом в водных растворах методом растворимости, разработка методик синтеза новых амидкислот, определение их строения, физико-химических характеристик и возможных областей практического применения .
В задачу исследования входило установление количества и состава, а также концентрационных границ кристаллизации соединений, образующихся в изученных тройных гетерогенных системах неорганическая кислота- (изо )валерамид-вода ''при 20С, определение оптимальных условий получения новых амидкислот, их идентификация методами химического, ректгенофазового анализов, определение их строения, термической устойчивости, физико-химических характеристик, выявление'областей их практического применения.
В соответствии с поставленной целью работы и полученными при этом результатами автор выносит на защиту:
результаты исследования взаимодействия в 17 гетерогенных тройных системах (изо)валерамид-кислота-вода при 20С, в которых установлено образование новых соединений, составов 6:1, 4:1, 2:1 и 1:1 (мольное соотношение &мид:кислота); . -
лабораторные методики синтеза новых химических соединений; . ' .
результаты идентификации соединений неорганических кислот с (изо)валераиидом .методами химического, ронтгенофазоаого, ИК-спектроскопического, термического анализов, а также путем определения их физико-химических констант: температуры плавления, плотности, растворимости в органических растворителях;
квантовохимические иселедовашія электронодоноршх свойств в'алерамида и изовалерамида;
результаты испытаний биологической активности некоторых соединений неорганических кислот с валерамидом и изовалерами-дом.
Методы исследования. Равновесие в тройных гетерогенных системах изучали методом растворимости. Для идентификации, новых амидкислот применяли методы рентгекофазового и химичоско-го анализов. Температуру плавления определяли капиллярны?,!, плотность пикнометрическим методами. Квантовохимические расчеты проводили полуэмпирическим методом Щ І..Ж спектры были сняты на спектрофотометре " Specord IR75". термический анализ проводили на дериватографе системы Паулик, Эрдей.
Связь темы с планом основных научных работ. Работа выполнялась в соответствии с планом.НИР,проводимых на кафедре неорганической химии Казахского государственного национального университета им.Аль-Фараби по темам: :"Исследование процессов солеобразования и синтеза соединений с удобрительными, аести-цидными и другими свойствами" и "Разработка физико-химических основ получения сложных удобрений, солей из некондиционных фосфоритов, отходов производства и методов синтеза пестицидов" (номера госрегистрации: .810879424 и OI8600994I5 соответственно), входящих в координационные планы научно-исследовательских работ АН Республики Казахстан по проблеме "Неорга-
: 2
ническая химия" (раздел 2.17.15).
Научная новизна. Изотермическим методом изучена растворимость в 17 гетерогенных системах (изо)валерамид-кислота-вода при 20С. Установлено образованно 17 амидкислот различного сте-хиометрического состава от 6:1 до 1:1. Выявлен характер взаимного влияния компонентов систем на растворимость друг друга, установлено влияние кислот на растворимость образующихся соединений.
Основываясь на экспериментальных данных по растворимости, препаративным путем в лабораторных условиях разработаны методики синтеза 14 валерамидкислот и II изовалерамидкислот. Индивидуальность новых соединений установлена методом рентгенофа-зового анализа, определнием температуры плавления, плотности, растворимости в органических растворителях.
Квантовохшическим методом расчета установлено место прото-нирования в молекулах амидов при взаимодействии ах о кислотами, что экспериментально подтверждено ИК-спектроскопическими исследованиями.
Предложены схемы термического разложения амидкислот.
Практическая ценность работы,. Результаты изучения гетерогенных равновесий в системах (изо)валерамвд-киолота-вода в широких концентрационных пределах'служат теоретической основой получения новых амидкислот. Физико-химические константы соединений могут быть' использованы в качестве справочного материала.
По результатам испытаний нитрата, фосфата, сульфата изова-лерамида выявлена их фунгицидная активность против возбудителей корнееда сахарной свеклы. Установлено, что фунгицидной активностью обладают нитрат и сульфат валерамида против серой гнили бобов, а также нитрат и сульфат изовале'рамида - против различных мицелий фитопатогеншх грибков. Эти соединения могут быть применимы в сельском хозяйстве для борьбы с болезнями растений.
Некоторые результаты изучения процессов и продуктов взаимодействия неорганических кислот о изовалерашдом внедрены в учебный процесс кафедры неорганической химии КазГУ.
В рамках КНТП "Реактив" методики получения и технические
требования 20 амидкислот занесеш в отраслевой реестр п/я А-78І5 (ИРЕА, г.Москва) и банк данных этой программы, а сведения о некоторых из них опубликованы в каталогах "Заказные реактивы" и "Химические реактивы и высокочистые химические вещества"»
Апробация -работн. Материалы диссертации докладывались на научно-практической конференции по физико-химическому анализу (г.Уфа, 1991 г.), конференции молодых ученых-химиков (г.Донецк, 1991 г.), УШ Всесоюзном совещании по физико-химическому анализу (г.Саратов, 1991 г.), 17 Всесоюзном совещании по химическим реактивам (г.Баку, 1991 г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на ^^страницах машинописного текста, состоит из введения, литературного обзора, экспериментальной-части с обсуждением, выводов, списка цитируемой литературы, приложения, содержит 27 таблиц и 29 рисунков.