Введение к работе
Актуальность темы. Замещение импорта лекарственных средств препаратами отечественного производства является одним из приоритетов государственной политики РФ по развитию национальной фармацевтической промышленности. Недостаточное производство отечественных лекарственных средств создает угрозу национальной безопасности Российской Федерации. В 2008 г. доля отечественных лекарственных средств в стоимостном выражении на рынке составила 25%. В связи с этим, перед российской промышленностью поставлена масштабная задача - к 2020 г. на 70% насытить рынок отечественными лекарствами и изделиями медицинского назначения. В условиях повышенного внимания к проблемам отечественной фармацевтической промышленности, становится актуальной разработка новых способов получения соединений, используемых в медицине.
Соединения висмута (III) с винной и галловой кислотами широко используются в медицине для лечения различных заболеваний, а также в синтезе висмутсодержащих оксидных материалов: сверхпроводящих, сегнетоэлектрических, пьезоэлектрических, каталитических и др. В современной практике соединения висмута получают осаждением висмута из нитратных растворов щелочными реагентами, органическими кислотами или их солями с щелочными металлами. Однако это не всегда позволяет получать соединения высокой чистоты (что является главным требованием, которое предъявляется к соединениям, используемым в медицине) из-за осаждения основных примесных металлов совместно с висмутом. Кроме того, известные способы получения сложны, многостадийны, сопровождаются выделением токсичных оксидов азота, что становится серьезным фактором загрязнения окружающей среды. В связи с этим, разработка простых, экологически безопасных способов синтеза соединений висмута высокой чистоты, исследование их состава является актуальной задачей.
Работа выполнялась в соответствии с планами НИР по теме: «Разработка новых процессов синтеза керамических и функциональных материалов», № государственной регистрации 01.2.00.104560 и «Научные основы получения наноструктурных материалов методами химии твёрдого тела», № государственной регистрации 01.2.00.0409289.
Цель работы. Исследование и разработка способов получения основного галлата и тартрата висмута (III) высокой чистоты с использованием процессов их осаждения из нитратных растворов и взаимодействия между твёрдым тригидратом нитратом оксогидроксовисмута (III) и растворами галловой и винной кислот.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
исследование процесса осаждения основного галлата и тартрата висмута (III) из нитратных растворов, определение состава полученных соединений, выбор \
оптимальных условий для их получения; ,л /
j <
исследование взаимодействия тригидрата нитрата оксогидроксовисмута (III) с растворами галловой и винной кислот;
разработка способов получения основного галлата и тартрата висмута (III) высокой чистоты по реакциям взаимодействия твердого тригидрата нитрата оксогидроксовисмута (III) с растворами галловой и винной кислот;
исследование влияния механической активации смеси тригидрата нитрата оксогидроксовисмута (III) с галловой кислотой на получение основного галлата висмута (III).
Научная новизна работы.
Исследован процесс осаждения висмута (III) галловокислого основного Определены условия синтеза висмута (Ш) галловокислого основного высокой чистоты и установлен его состав, который представляет собой тригидрат оксогаллат висмута (III) C6H2(OH)jCOOBiO-3H20;
Исследован процесс осаждения висмута (III) виннокислого из нитратных растворов. Определены условия получения тригидрата дитартрата висмута (III) состава [Ві(С4Н4Об)(С4Н506)] ЗНгО, триакванитратотартрата висмута (III) состава [Ві^ОзННгО^ІСі^Об, а также смешанных натрий-висмутсодержащих тартратов;
Изучена реакция взаимодействия твёрдого тригидрата нитрата оксогидроксовисмута (III) с водными растворами галловой или винной кислот. Показана целесообразность синтеза основного галлата или тартрата висмута (III) высокой чистоты по реакции твердое - раствор и определены условия для их получения;
Исследовано влияние механической активации твердых реагентов -тригидрата нитрата оксогидроксовисмута (III) и галловой кислоты, а также их смесей на получение висмута (III) галловокислого основного. Показано, что предварительная механическая активация исходных твердых реагентов является эффективным методом увеличения скорости реакции обмена нитрат-ионов на галлат-ионы и позволяет получать продукты с более высокой удельной поверхностью.
Практическая значимость работы.
На основании исследований процессов осаждения тригидрата висмута (III) галловокислого основного и взаимодействия твёрдого тригидрата нитрата оксогидроксовисмута (III) и галловой кислоты разработан способ, защищенный патентом РФ № 2193013 «Способ получения висмута галловокислого основного», а по заявке № 2007116927/15 - «Способ получения висмута галловокислого основного» - получено положительное решение от 28.04.2008. Разработанный способ прошёл опытно-промышленную проверку на ЗАО «Завод редких металлов» (г.Новосибирск) и рекомендован к внедрению в производство. На защиту выносятся:
результаты исследований процессов получения основного галлата и тартрата висмута (III) осаждением из нитратных растворов, данные по составу полученных соединений и условиям их получения;
результаты исследований процессов взаимодействия твёрдого тригидрата нитрата оксогидроксовисмута (III) с растворами галловой и винной кислот;
способы получения основного галлата и тартрата висмута (III) высокой чистоты;
результаты исследования по влиянию механической активации твердых реагентов - тригидрата нитрата оксогидроксовисмута (III) и галловой кислоты, а также их смесей на получение висмута (III) галловокислого основного.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на конференциях: XXXVIII Международная научная студенческая конференция НГУ (Новосибирск, Апрель, 2000); научно-практическая конференция «Новые химические системы и процессы в медицине» (Новосибирск, СибУПК. Декабрь, 2001, Декабрь, 2002);. Объединённая научная сессия СО РАН и СО РАМН. «Новые технологии в медицине» (Новосибирск, 2002); ХАРАМ Topical Sseminar and III Conference "Materials of Siberia. Nanoscience and technology" (Novosibirsk, 2003); III Всероссийская научная конференция«Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий» (Томск, 2-4 сентября, 2004); II Конференция «Фундаментальная наука в интересах развития химической и химико-фармацевтической промышленности» (Пермь, 16-19 ноября, 2004); Научно-практическая конференция «Серебро и висмут в медицине» (Новосибирск, 2005); V International Conference on Mechanochemistry and Mechanical Alloying. INCOME-2006 (Novosibirsk, Russia, July 3-6, 2006); International Conference "Chemistry, Chemical Engineering and Biotechnology" (Tomsk, Russia, September 11-16, 2006); Научно-практическая конференция с международным участием «Нанотехнологии и наноматериалы для биологии и медицины» (Новосибирск, 11-12 октября, 2007); VI всероссийский научный семинар с молодёжной научной школой «Химия и медицина» (Уфа, 26-29 ноября, 2007); Международная конференция по химии и химической технологии (Ереван, 22-25 октября, 2007).
Публикации. По теме диссертации опубликованы 6 статей в рецензируемых журналах ("Химия в интересах устойчивого развития" и "Журнал прикладной химии"), тезисы 17 докладов, 1 патент РФ.
Личный вклад автора. Все исследования проводились автором лично или при непосредственном его участии.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка цитируемой литературы, приложения. Материал работы изложен на 117 страницах, включает 7 таблиц, 31 рисунок, список литературы из 115 наименований, Істраницу приложения.
Благодарности. Автор выражает благодарность доктору химических наук, профессору Ю.М. Юхину, под руководством которого эта работа начиналась, за ценные замечания и рекомендации, а также за помощь при подготовке и оформлении диссертации.
