На правах рукописи РАЗИНА ИРИНА СЕРГЕЕВНА КОЛЛОИДНЫЕ СВОЙСТВА РЕАКЦИОННЫХ СРЕД НА ОСНОВЕ НЕОНОЛОВ И ЦЕТИЛТРИМЕТИЛАММОНИЙ БРОМИДА ДЛЯ ГИДРОЛИЗА ЭФИРОВ КИСЛОТ ФОСФОРА 02.00.11 – коллоидная химия и физико-химическая механика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук Казань - 2009 Работа выполнена в ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет» Научный руководитель: доктор химических наук, профессор Бакеева Роза Фаридовна Официальные оппоненты: доктор химических наук, доцент Билалов Азат Вагизович доктор химических наук, профессор Зуев Юрий Федорович Ведущая организация: ГОУ ВПО «Ивановский государственный университет» Защита состоится « 17 » декабря 2009 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.080.05 при Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420015, г. Казань, ул. <...> 2 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы Неуклонное стремление к повышению качества жизни приводит к необходимости создания и изучения уникальных систем, формируемых на основе самосборки молекул в надмолекулярные ансамбли (мицеллы, везикулы, лиотропные жидкие кристаллы), которые проявляют практические значимые свойства, позволяющие применять эти системы в нефтехимии, фармацевтической промышленности, изготовлении синтетических моющих средств и т. д. <...> В этих средах формируются полимер-коллоидные комплексы различной структуры, зависящей от типа полимера, ПАВ, соотношения содержания этих компонентов. <...> Слабоизученными являются процессы формирования ассоциатов в системах на основе неионных ПАВ и катионных полиэлектролитов, каковыми являются полиэтиленимины и их производные. <...> Практически отсутствуют данные о пространственных характеристиках ассоциатов в указанных выше системах, что необходимо для установления взаимосвязи их размерности со способностью влиять на скорость реакции. <...> Для достаточно широко изученных процессов <...>
Коллоидные_свойства_реакционных_сред_на_основе_неонолов_и_цетилтриметиламмоний_бромида_для_гидролиза_эфиров_кислот_фосфора._Автореферат.pdf
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы
Неуклонное стремление к повышению качества жизни приводит к необходимости создания
и изучения уникальных систем, формируемых на основе самосборки молекул в надмолекулярные
ансамбли (мицеллы, везикулы, лиотропные жидкие кристаллы), которые проявляют
практические значимые свойства, позволяющие применять эти системы в нефтехимии, фармацевтической
промышленности, изготовлении синтетических моющих средств и т. д.. Одним из
этих свойств является способность существенно ускорять химические реакции, в том числе реакции
переноса фосфорильной группы.
Особый интерес в качестве сред для протекания реакций представляют коллоидные системы,
на основе поверхностно-активных веществ (ПАВ) с органическими и неорганическими
соединениями и водорастворимыми полимерами, обладающими нуклеофильными свойствами.
В этих средах формируются полимер-коллоидные комплексы различной структуры, зависящей
от типа полимера, ПАВ, соотношения содержания этих компонентов. Системы интересны тем,
что возникает возможность управлять их свойствами в требуемом направлении (ускорять или
замедлять химические реакции), не прибегая к синтезу новых веществ. Слабоизученными являются
процессы формирования ассоциатов в системах на основе неионных ПАВ и катионных
полиэлектролитов, каковыми являются полиэтиленимины и их производные. Практически отсутствуют
данные о пространственных характеристиках ассоциатов в указанных выше системах,
что необходимо для установления взаимосвязи их размерности со способностью влиять на
скорость реакции.
Для достаточно широко изученных процессов фосфорильного переноса в мицеллярных
нанореакторах на основе цетилтриметиламмоний бромида практически отсутствуют данные о
совместном действии нуклеофильных агентов на скорость гидролиза эфиров кислот фосфора, а
также на структурные перестройки мицелл. Кроме того, слабоизученным является влияние реагентов
и продуктов реакции на пространственные характеристики мицеллярных нанореакторов.
Вышесказанное свидетельствует об актуальности систематического исследования взаимосвязи
между размерностью и эффективностью каталитического действия, которое должно
способствовать пониманию принципов создания наноматериалов, основанных на явлениях самосборки,
создания лиотропных каталитических систем.
Работа выполнена в рамках Перечня «Основные направления фундаментальных исследований
Российской академии наук» утвержденного Распоряжением Президиума РАН от
22.01.07 № 10103-30 на период 2007-2011 гг.
Цель работы
Исследование коллоидных свойств полимолекулярных ансамблей на основе катионных
и неионогенных ПАВ, в присутствии соединений, проявляющих нуклеофильные и электролитные
свойства, неионогенных ПАВ и водорастворимых полиэтилениминов, взаимосвязи их коллоидных
свойств с реакционной способностью эфиров кислот фосфора, а также изучение влияния
экотоксикантов и различных неорганических добавок на пространственные и физикохимические
свойства мицеллярных систем.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
- анализ и обобщение имеющихся литературных данных о влиянии различных добавок
на мицеллообразование, свойства систем полимер - ПАВ, влиянии их на химические процессы;
- выявления влияния неорганических соединений (NaOH, KF) проявляющих нуклеофильные
свойства на структуру ассоциатов в реакционной среде;
- определение коллоидных и пространственных свойств ассоциатов в водных системах
на основе алкилполиэтоксифенолов (АФ) с различной степенью окиэтилирования и полиэтилениминов
различной молекулярной массы (ММ 1200 (ПЭИ1200), ММ 10000 (ПЭИвм), оксиэтилированного
полиэтиленимина (ОПЭИ, ММ 50000);
- выявление закономерностей влияния коллоидных свойств указанных выше систем на
реакции 4-нитрофениловых эфиров кислот фосфора;
- определение влияния структуры субстратов на пространственные характеристики ассоциатов.
3
Стр.3