Автореферат и диссертация по фармакологии (15.00.02) на тему:Разработка технологии получения высокоэффективного биологически активного вещества "Тримиксан" широкого спектра действия

МУХАМЕТШИНА АЛЬБИНА МАРАТОВНА

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОГО БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА «ТРИМИКСАН» ШИРОКОГО СПЕКТРА ДЕЙСТВИЯ

15.00.02 - Фармацевтическая химия и фармакогнозия

. АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Казань-2008

003167878

Работа выполнена на кафедре химии и технологии органических соединений азота в ГОУ ВПО «Казанский государственный технологический университет»

Научный руководитель:

доктор химических наук, Юсупова Луиза Магдануровна

Официальные оппоненты:

доктор фармацевтических наук, профессор

Егорова Светлана Николаевна

кандидат химических наук, доцент

Галкина Ирина Васильевна

Ведущая организация: Институт органической и физической химии им. А.Е.Арбузова Казанского научного центра РАН

Защита состоится «16» мая 2008 года в «10» часов на заседании диссертационного совета Д 212. 080.07 при Казанском государственном технологическом университете по адресу: 420015 г.Казань, ул. К Маркса, 68, А-330.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технологического университета.

Электронный вариант автореферата размещен на сайте Казанского государственного технологического университета 1йрр:/Л¥\¥\у.к8Ш.ги.

Автореферат разослан «»_ 2008 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук, доцент

Захаров В.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Проблема создания новых высокоэффективных лекарственных препаратов является важной задачей химиков-синтетиков.

Многообразие микроорганизмов, привыкание их к используемым веществам является причиной непрекращающегося поиска новых биологически активных веществ. В частности, лечение болезней животных, вызванных патогенными микроорганизмами, представляет весьма трудную задачу. Ветеринарной медициной с профилактической и лечебной целью широко применяются такие вещества как хлорофос, креолин, ДМСО и т.д. Недостатком их является токсичность, недостаточная эффективность, отдаленные нежелательные последствия. Таким образом, современный фармацевтический рынок остро нуждается в новых лекарственных препаратах, обладающих широким спектром действия и не вызывающих побочных эффектов.

Остро стоит проблема защиты нефти от биодеградации, которая связана с деятельностью сульфатвосстанавливающих бактерий, обитающих в нефтепромысловых сточных водах. Эффективными бактерицидами $о отношению к сульфатвосстанавливающим бактериям являются хлорфенолы. производные циклических ацеталей, четвертичные аминные основания, формалин и т.д. Применение их ограничено, так как они не удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к бактерицидам нефтяной промышленности (токсичность, использование в достаточно больших концентрациях). Таким образом, изыскание новых высокоэффективных реагентов! подавляющих рост сульфатвосстанавливающих бактерий, и к тому же, отвечающих основным требованиям нефтяной промышленности, актуально и требует усилий химиков и биотехнологов.

Производные фуроксанов являются соединениями, обладающими высокой биологической активностью. Многие хлорнитропроизводные бензофуроксанов используются как антибактериальные, фунгицидные и акарицидные средства.

На кафедре ХТОСА Казанского государственного технологического университета проводятся систематические исследования по, поиску биологически активных веществ в ряду замещенных бензофуроксанов. В результате исследований разработан ряд высокоэффективных лекарственных препаратов: «Нитро-ксан», «Димиксан», которые прошли широкие производственные испытания и в настоящее время применяются в ветеринарной практике.

Большой интерес представляет новый препарат «Тримиксан», превосходящий по своему действию ранее полученные «Нитроксан» и «Димиксан». Однако метод получения «Тримиксана» недостаточно исследован для того, чтобы заложить его в основу технологического регламента. В связи с этим остро стоит вопрос разработки технологии получения «Тримиксана».

Таким образом, создание технологии получения высокоэффективного биологически активного вещества «Тримиксан», изучение его токсикологических свойств и применение в качестве лекарственных препаратов в ветеринарии и нового технического средства в нефтехимии является актуальной задачей, как с фундаментальной, так и с прикладной точки зрения.

Цель работы. Разработка технологии получения биологически активного вещества «Тримиксан», изучение новых видов биологической активности, создание лекарственных форм для ветеринарной медицины, нового технического

средства для нефтехимии - бактерицида, предотвращающего биодеградацию нефти.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить задачи:

1. Разработка технологии получения «Тримиксана».

2. Исследования «Тримиксана» с целью создания лекарственных форм для ветеринарии.

3. Установление активности «Тримиксана» относительно сульфатвосста-навливающих бактерий Веи11/оУ1Ьпо.

4. Исследование действия нового бактерицида «Тримиксан» относительно сульфатвосстанавливающих бактерий Ое$и1/т1Ьпо в нефтепромысловых сточных водах.

Методы исследования. Для синтеза соединений использовались общие методы синтетической органической химии. Для установления строения новых соединений использовались методы ИК-, УФ-, ПМР-спектроскопии.

Научная новизна. Разработана лабораторная технология получения высокоэффективного биологически активного вещества «Тримиксан». Впервые проведено .разделение смеси 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола и 4-азидо-2,6-дихлорнитрббеизола на индивидуальные изомеры и исследовано нитрование их различными нитрующими агентами, выявлена возможность управления реакцией нитрования. . Впервые показана высокая активность «Тримиксана» относительно сульфатвосстанавливающих бактерий Вени1[оу1Ьпо.

Практическая значимость. Разработаны лабораторная технология получения нового биологически активного вещества «Тримиксан» на основе доступного сырья - анилина и лабораторный технологический регламент на его получение. Созданы лекарственные формы «Тримиксана» для применения в качестве лечебного средства при поражениях кожи животных микотическоЙ и паразитарной этиологии. «Тримиксан» предложен в качестве нового бактерицида для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий Ве^1/оугЬгю. Разработано техническое средство для нефтехимии - бактерицид, предотвращающий биодеградацию нефти, эффективный при концентрации 10 мг/л.

Апиобаиия работы. Материалы диссертации докладывались на: V Республиканской школе студентов и аспирантов «Жить в XXI веке» (Казань, 2005), научной сессии КТТУ (Казань, 2006), международной научно-технической конференции «Современные проблемы технической химии» (Казань, 2007), научной сессии КТТУ (Казань, 2007), конкурсе «Умник» (Казань, 2007).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- результаты разработки технологии получения «Тримиксана»;

- результаты разделения смеси 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола и 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола на индивидуальные изомеры и исследования нитрования их различными нитрующими агентами;

- результаты исследования «Тримиксана» с целью создания лекарственных форм для ветеринарной медицины;

- результаты исследований действия «Тримиксана» на тест-объектах сульфатвосстанавливающих бактерий ВеШ/оуАпо;

- результаты исследования действия «Тримиксана» на сульфатвосстанавливающих бактериях Оеяи1/ЫЬгю в нефтепромысловых сточных водах.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 статьи н 9 тезисов докладов.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа содержит введение, литературный обзор, обсуждение результатов, экспериментальную часть, выводы и список цитируемой литературы из 134 наименований. Общий объем диссертации изложен на 147 страницах, включая 32 таблицы и 3 рисунка.

Научным консультантом по постановке задач, выполнению эксперимента и обсуждению результатов глав 2.3.1. и 2.5.2. является ассистент кафедры неорганической химии КГТУ, К.Х.Н. Гусева Е.В.

Автор выражает глубокую благодарность сотруднику ИОФХ РАН им. AJE. Арбузова д.х.н., член - корр. АН РТ Нурегдинову И.А. за неоценимую помощь при постановке эксперимента по хроматографическому разделению изомеров; профессору кафедры органической химии КГТУ, д.х.н. Газизову М.Б. за помощь при присвоении названий веществам по номенклатуре ИЮПАК.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Разработка лабораторной технологии получения «Тримиксана»

В настоящей работе в качестве объекта исследования представлен «Три* миксан» и его рациональный способ получения. «Тримиксан», является кристаллическим продуктом желто-оранжевого цвета, Тпл. = 98-104"С,; нерастворим в воде, однако хорошо растворяется в органических растворителях (этиловый спирт, толуол, хлороформ, ДМСО и другие), неустойчив при действии щелочей, но устойчив к кислотам.

«Тримиксан» - это трехкомпонентная система, в состав которой входят следующие компоненты: 4,6-динитро-5,7-дихлорбензофуроксан (7)(4,6-ДН-5,7-ДХБФО), 5-нитро-4,6-дихлорбензофуроксан (8)(5-Н-4,6-ДХБФО) и 4-нитро-5,7-дихлорбензофуроксан (9)(4-Н-5,7-ДХБФО):

Зк&Ъ.

7 8 9

По номенклатуре ИЮПАК компоненты «Тримиксана» называются следующим образом: (7) - 4,6-динитро-1-оксо-5,7-дихлорбенз [6,5-d]-2,I,3-OKca~ диазол; (8) - 5-нитро-1-оксо-4,6-дихлорбенз [4,5-с1]-2,1,3-оксадиазол; (9) - 4-нитро-1 -оксо-5,7-дихлорбенз [6,5-с1]-2,1,3-оксадиазол. Так как в литературе данные вещества называются «производными бензофуроксанов» было решено придерживаться привычных названий.

Физические свойства и данные ПМР-спектров индивидуальных компонентов «Тримиксана» приведены в табл.1 Л.

Таблица 1.1 - Физические свойства индивидуальных

№ Соединение М.м. т V ПМР,

7 4,6-дашпро-5,7-дихлор-бензофуроксан (4,6-ДН-5,7-ДХБФО) 295 131-132 -

8 5-нитро-4,6-дихлор-бензофуроксан (5 -Н-4,6-ДХБФО) 250 118-119 7,97

9 4-ншро-5,7-дихлор-бензофуроксан (4-Н-5,7-ДХБФО) 250 120-121 7,9

При оценке биологической активности установлены следующие параметры (табл. 1.2).

_Таблица 1.2 - Биологическая активность «Тримиксана»_

Активность на тест-о&ьекты

Акарицидная активность СК50,% Бактериоста-тическая активность МБСК,% Фунгистатическая активность МФСК,%

Гриб плес-невения Патогенные грибы-дерматофиты

Лопзр^ ситсиИ ЭШрЦ/Ъсоссш аигеш Азра^Шш ще>- Мкгойрогит 1апотт ТгускоркНоп ¡урзеит ТгусНорЫш гиЬгит

0,00044 0,0156 0,0011 0,0156 0,0078 0,004

Получение «Тримиксана» представляет процесс, состоящий из пяти стадий: окисление 2,4,6-трихлоранилина, окисление 2,4,6-трихлорнитрозобензола, азидирование 2,4,6-трихлорнитробензола (1), нитрование полученной смеси изомеров 2-азвдо-4,6-дихлорнитробензола (2) и 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола (3) смесью 85% серной кислоты и концентрированной азотной кислот до 2-азидо-1,3,5-тринитро-4,6-дихлорбензола (4), 2-азидо-1,5-динитро-4,6-дихлорбен-зола (5) и 2-азидо-1,3-динитро-4,6-дихлорбензола (6), циклизация которых приводит к получению смеси 4,6-динитро-5,7-дихлорбензофуроксана (7), 5-нитро-4,6-днхлорбензофуроксана (8) и 4-нитро-5,7-дихлорбензофуроксана (9) - целевого «Тримиксана»:

окисление: азидирование:

нитрование:

термоциклизация:

с;

\5

С1

С1

т

V

С!

Таким образом, «Тримиксан» выделяется на конечной стадии в виде продукта, состоящего из смеси трех компонентов. Выявлено, что важными компонентами, определяющим величину биологической активности, являются 4,6-ДН-5,7-ДХБФО (7) и 4-Н-5,7-ДХБФО (9). Установлено, что соотношение компонентов «Тримиксана» зависит от условий реакций азидирования и нитрования.

Следовательно, целью на данном этапе работы было изучение возможности управления реакциями азидирования и нитрования. В связи с этим разработан рациональный метод получения «Тримиксана» с оптимизацией каждой стадии процесса.

При оптимизации стадии азидирования 2,4,6-трихлорнитробензола (ТХНБ) было установлено влияние на соотношение изомеров 2 и 3 природы применяемой каталитической соли. Предложена новая солевая добавка (нитрат аммония) для получения заданного соотношения изомеров 2 и 3.

Было проведено изучение стадии азидирования ТХНБ азидом натрия, которое позволило найти оптимальные условия ведения процесса для закладки их в технологический регламент: на 1 моль исходного ТХНБ - 0,5 моля ]МН4М)з, 90% ДМФА, 10% воды, температура реакции 90°С, время реакции -1 час. В этих условиях образуется 95% 2 и 3 в соотношении 65 и 35% соответственно.

С целью изучения поведения 2 и 3 в условиях нитрования возникла необходимость в получении их в индивидуальном виде.

Для разделения был применен метод жидкостной колоночной хроматографии. Разделение проводилось на стеклянной колонке высотой 45 см и диаметром 2 см. В качестве подвижной фазы использовали элюент: гексан-хлороформ (9:1). В качестве адсорбента выбрали оксид алюминия - силикагель марки КСКГ сорта ОКП 2161110100 (ГОСТ 3956-76 изм.№3).

Индивидуальность полученных веществ при разделении контролировали методом ТСХ. Строение 2 и 3 идентифицировали методами ИК- и ПМР- спектроскопии в совокупности с элементным анализом (табл. 1.3). Кроме того, 4-азидо-2,6-дихлорнитробензол был получен еще встречным синтезом и использован в качестве свидетеля.

2

3

Таблица 1.3 - Физические свойства индивидуальных 4-азидо-2,6-

дихлорнит] робензола и 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола

Вещество Внешний вид Тол? тех, Кг ПМР8, млн. д.

4-а?идо-2,6-дихлорнигро0ензол Игольчатые крупные кристаллы' длиной 5-6 № охристого цвета '75-76 0,48 7,27

2-азвдо-4,б-дихлорннгробензол Игольчатые мелкие кристаллы дайной 3-4 мм темно-охристого цвета 77,578 0,45 7,55

Было выявлено, что более слабо удерживаемый адсорбентом является изомер 4-азидо-2,6-дихлорнитробензол, а более сильно удерживаемый - 2-азидо-4,6-дихлорнитробензол.

При последующем нитровании изомеры 2 и 3, согласно вышеприведенной схеме синтеза, образуют динитропродукты. 5, 6 и тринитропродукт 4, которые определяют соотношение компонентов целевого «Тримиксана».

С получением индивидуальных изомеров далее было проведено исследование поведения 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола и 4-азидо-2,6-дихлорнитробен-зола в реакции нитрования различными нитрующими агентами.

Мы предположили, что маршрут нитрования 2-азидо-4,6-дихлорнитро-бензола и 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола может быть следующий:

ЯХХ сиС,,з У'Ч' СЦу'С1

1 I ло, N0,1 А, N0,1

С1 С1 Ъ 2и3

Для идентификации 2-азидо-1,5-динитро-4,6-дихлорбензол был получен встречным синтезом по схеме:

¡М2 МН2 N0 МО N02

не! ,суус' тхук,н2о2^УуС1ма^Ууа--^С'ТУ01

N02 Ы02 Ш2 ' М3 °2

А 2-азадо-1,3-динитро-4,6-дихлорнитробензол в индивидуальном виде был труднодоступным и до сих пор не был охарактеризован. Получение именно этого продукта представлял большой интерес.

1. Нитрующий агент - азотная кислота. Исследования показали, что продуктами нитрования 2-азидо-4,б-дихлорнитробензола являются два продукта: 2-азидо-1,5-дшштро-4,6-дихлорбензол и 2-азидо-1,3,5-тринитро-4,6-дихлор-бензол: : '

' ' „, N0, ' N0,

НЫОз< Юмолей у^у НТОа> 10 молей 20°С,2ч А^ '■ 20°С,2Ч

С1

Их соотношение может меняться в зависимостй от температуры и модуля азотной кислоты. Контроль реакции осуществляли методом ТСХ (элюент - хлороформ (хлф)-октан (1:1), пластинка «8Иийэ1»). Соотношение определили методом ТСХ (полуколичественный анализ по ллощада пятна). В качестве «свидетелей» использовали чистые 2-азидо-1,3,5-триншро-4,6-д»хлорбензол (Яро,36;

элюент - хлф-октан (1:1), пластинка «8Пий)1») и 2-азидо-1,5-динитро-4,6-дихлор-бензол (Кг = 0,4, элюент - хлф-октан (1:1), пластинка «8Пий>1»).

Для идентификации 2-азидо-1,3,5-тринитро-4,6-дихлорбензол был получен встречным синтезом по схеме:

«Х*зНМОз <0%

у М0г

С1 ( < ' • , , Г

Аналогичные результаты были получены и при нитровании 4-а?идо-2,6-дихлорнитробензола:

С\^СНМОэ< 10молейС|У^С1ныОа> 10|^лей.С'у^С1 ,СуСС'

X 2000,24 20°с'24 Щ^ъ.,

Следует отметить, что при нитровании 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола, согласно данным ТСХ, доля 4-азидо-1,3,5-тринитро-2,6-дихлорбензо ла в продуктах нитрования меньше, чем при нитровании 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола в тех же условиях. Следовательно, 4-азидо-2,6-дихлорнитробенз0Л труднее, нитруется до 4-азидо-1,3,5-тринитро-2,6-дихлорбензола.

2. Азотная кислота - уксусная кислота (УК). Исследования показали, что для нитрования 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола и 4-азидо-2,6-дахлорнитро-бензола необходим избыток азотной кислоты 25-70 молей от эквимолярного количества при соотношении НЫОэ:УК = 1:1—3:1. Продуктами реакции являются 2-азидо-1,3-динитро-4,6-дихлорбензол (1^=0,3, элюент - хлф-октан (1:1) и 2-азидо-1,5-динитро-4,6-дихлорбензол (1^=0,4, элюент - хлф-октан (1:1)): . ■

С! С1 2 Ь

Таким образом, при нитровании как 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола, так и 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола концентрированной азотной кислотой в среде уксусной кислоты, вступает только одна нитрогруппа. В данных условиях 2-азидо-1,3,5-тринитро-4,6-дихлорбензол не образуется.

3. Азотная кислота - уксусный ангидрид. Было установлено, что при нитровании 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола избытком азотной кислоты 25-50 молей от эквимолярного количества в среде уксусного ангидрида (УА) реакция приводит к преимущественному образованию 2-азидо-1,3-динитро-4,6-дихлорнитробензола (ТСХ, =0.3). ТСХ показало также наличие 2-азидо-1,5-динитро-4,6-дихлорнитробензола (К^ =0,4):

С1 С1 , .

Добавление при нитровании 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола к нитрующей смеси небольшого количества концентрированной серной кислоты привело

к количественному образованию 2-азидо-1,3-динитро-4,6-дихлорбензола (ТСХ, КГОЛ:

А при нитровании 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола азотной кислотой в среде уксусного ангидрида, как и предполагалось, был выделен только 4-азидо-1,5-данитро-2,6-дихлорбензол (1^=0,4):

4.90% азотная кислота. При исследовании нитрования фенилазидов были взяты соотношения исходного и разбавленной азотной кислоты от 1:8 до 1:30, температура - 20°С, выдержка - 2 часа

Результаты исследований нитрования 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола показали (ТСХ), что при избытке 90% ШЮ3 10 молей исчезает исходное соединение, а продукт характеризуется двумя пятнами с 1^=0,3 и =0,4, что является 2-азидо-1,3-динитро-4,6-дихлорбензолом и 2-азвдо-1,5-динитро-4,6-дихлорбензо-лом соответственно. По мере увеличения модуля 90% НЖ)3 до 1:30 реакция сдвигается в сторону преимущественного образования 2-азидо-1,5-динитро-4,6-дихлорбензола и, соответственно, уменьшается количество 2-азидо-1,3-динитро-4,6-дихлорбензола.

При повышении температуры до 30°С также наблюдалось увеличение количества 2-азидо-1,5-динитро-4,6-дихлорбензола:

А при температуре 40°С на пластинках ТСХ появились пятна 2-азидо-1,3,5-тринитро-4,6-дихлорбензола и 2-азидо-1,5-динитро-4,6-дихлорбензола и исчезло пятно, соответствующее 2-азидо-1,3-динитро-4,6-дихлорбензолу:

При нитровании 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола продуктом реакции является вещество, характеризующееся пятном с =0,4, идентифицированное нами как 4-азидо-Г,5-динитро-2,6-дихлорбензол:

5. Азотная кислота - серная кислота. Эта нитрующая смесь является энергичным нитрующим агентом и позволяет ввести максимальное количество нитрогрупп.

Анализ продуктов нитрования 2-азвдо-4,6-дихлорнитробензола азотной кислотой в среде 10 молей концентрированной серной кислоты (температура -20°С, выдержка - 2 часа) показал, что начиная с избытка азотной кислоты 25 молей образуется тринитропродукт - 2-азидо-1,3,5-тринитро-4,6-дихлорбензол (ТСХ, Я? =0,36, элюент - хлф-октан (1:1)) и динитропродукт -2-азидо-1,5-динитро-4,6-дихлорбензола (ТСХ, =0,4, элюент - хлф-октан (1:1)). Эти же продукты получены при нитровании 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола по схеме:

По мере увеличения серной кислоты (20 молей) в смеси при использовании оптимального соотношения исходного и азотной кислоты 1:25 наблюдалось почти количественное образование тринтропродукта, а содержание динитро-продукта уменьшалось.

6. Азотная кислота - 85% серная кислота. При нитровании 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола в данной системе при избытке НЖ)3 4-25 моля и постоянном количестве 85% НгБС^ были получены 2 продукта - 4-азидо-1,5-динитро-2,6-дихлорбензол (11г=0,4) и 4-азидо-1,3,5-тринитро-2,6-дихлорбензол ,(%=0,36). Увеличение избытка азотной кислоты способствовал увеличению доли трини-тропродукта. Далее увеличивали количество 85% серной кислоты. Соотношение продуктов - 90:10%, соответственно:

V >«Н2804,2Ч

При нитровании 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола в таких же условиях (на 1 моль 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола - 10 молей азотной кислоты, 16 молей 85% серной кислоты, температура - 20°С, выдержка - 2 часа) результаты ТСХ показали наличие в продуктах реакции трех соединений: 2-азидо-1,5-динитро-4,6-дихлорбензола (11^0,4), 2-азидо-1,3,5-тринитро-4,6-дихлорбёнзола (^ =0,36). Мы обнаружили, что третьим соединением является наиболее интересный для нас 2-азидо-1,3-данитро-4,6-дахлорбензол (Яг =0,3). Соотношение продуктов -40:40:20%, соответственно:

\^Л0мопейЖ03,20ос "Х^У^з "Х^

1бмолвйНгв04 2 ч Ху + к А. ЧА

В результате исследования процесса нитрования 2-азцдо-4,6-дихлор-нитробензола и 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола различными нитрующими агентами нами была выбрана смесь концентрированной азотной кислоты с 85% серной кислотой, так как она обладает достаточно сильным нитрующим эффектом и позволяет получить необходимые нам динитропроизводные и тринитро-производное.

Нитрование смеси 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола и 4-азидо-2,6-дихлор-нитробензола системой НМ03 - 85% Нг804 в тех же самых условиях (10 молей

азотной кислоты, 16 молей 85% серной кислоты, температура - 20° С, выдержка -2 часа) позволило подучить все три необходимых продукта: 2-азидо-1,3-дини-тро-4,6-дихлорбеизол _(ЯрО,3), 2-азидо-1,5-динитро-4,6-дихлорбензол (1^=0,4) и 2-азидо-1,3,5-тринитро-4,6-дихлорбензол (1^=0,36):

Состав нитропродукта был определен хроматографическим полуколичественным методом.

Далее с целью оптимизации соотношения нитропродуктов при получении «Тримиксана» (это минимальное количество 2-азидо-1,3,5-тринитро-4,6-дихлобензола) возникла необходимость планирования эксперимента.

Параметрами оптимизации, влияющими на ход процесса, являются температура реакции, время реакции, количество азотной и 85% серной кислот.

В связи с трудностью описания математической модели процесса (необходимо учитывать влияние большого числа параметров) для планирования эксперимента был применен метод пассивного эксперимента.

Цель оптимизации; .высокий выход нитропродуктов и оптимальное соотношение компонентов.' Для этого было последовательно исследовано влияние количества НЫОз, 85% Нг&СХ» > температуры и времени реакции.

Установлено, что на процесс нитрования в первую очередь влияют азотная и серная кислоты: с увеличением НЖ>3 в смеси наблюдается увеличение три-нитропродукта и, соответственно, уменьшение динитропродуктов; увеличение же 85%Н2804, наоборот, приводит к уменьшению в смеси тринитропродукта. При увеличении 85%Нг8(>4ДО 1,4 -1,5 мл наблюдалось появление в продуктах реакции следов исходных 2 и 3.

С увеличением температуры и времени увеличивается количество тринитропродукта. Выход нитропродуктов варьирует в пределах 85-95%.

В завершении оптимизации процесса нитрования найдены следующие условия: необходимое количество НЮз -1,1-1,2 мл., 85%Н2804 - 1,1-1,2мл., температура - 20 -25°С и время реакции - 3 часа.

Таким образом, детальное изучение стадии нитрования дихлорнитрофени-лазида позволило устранить все узкие места и найти оптимальные условия ведения процесса для закладки их в технологический регламент: 1 моль дихлор-нитрофенилазида- 26 молей НИОз, 20 молей 85%Н2804, температура реакции -20-25°С, время реакции - 3 часа.

Завершающим этапом получения «Тримиксана» является стадия термоциклизации (4), (5) и (6):

с

10молейНЫ03;20°С 16мопвйНг804,2ч

40% 20% 40%

Термографическими исследованиями установлена оптимальная область для терморазложения нитропроизводных дихлорфенилазидов. Наибольшая температура необходима для циклизации 2-азидо-1,3,5-тринитро-4,6-дихлор-бензола - 125-130°С в течение 2-2,5 часов. Для достижения этой температуры была использована смесь уксусной кислоты и трихлоруксусмой кислоты (ТХУК).

Установлено влияние на выход.и качество целевого продукта следующих факторов: соотношение исходных нитропроизводных дихлорфеиилазида и уксусной кислоты, ТХУК, температуры и времени выдержки.

Найдено, что оптимальное соотношение исходных нитропроизводных дихлорфеиилазида и уксусной кислоты равно 1:10. Оптимальное соотношение исходных нитропроизводных дихлорфеиилазида и ТХУК составило 1:2. Путем экспериментального поиска найдено, что процесс можно проводить при 125-130°С и времени реакции 1-1,5 часа; При этом достигается максимальная степень превращения исходных с общим выходом 98%, соотношение 4,6гДН-5,7-ДХБФО, 5-Н-4,6-ДХБФО и 4-Н-5.7-ДХБФО в «Тримиксане» доставляет 1015:50-55:35-40% соответственно. ,

Соотношение компонентов устанавливали методом ТСХ, дополнительно количественное содержание 4,6-ДН-5,7-ДХБФО - УФ- спектрофотометрией по разработанной методике.

Содержание 5-Н-4,6-ДХБФО и 4-Н-5,7-ДХБФО количественно определено на основании ПМР-спектров.

Таким образом, в результате технологического эксперимента была разработана техйология получения «Тримиксана» и лабораторный технологический регламент на его получение. ■

По данному регламенту для дальнейших исследований была наработана укрупненная паргия «Тримиксана».

2. Биологическая активность «Тримиксана» Исследования проведены сотрудниками кафедры физиологии и этиологии животных ФГОУ ВПО «Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э.Баумана» д.в.н. профессором Гариповым Т.В. и к.б.н, Инлсае-вой Д.Р.

Изучение акарицидиой активности проводилось на клещах Ряогорш си-пкиН. Было установлено, что «Тримиксав» проявляет очень высокую акарицид-ную активность (СК^ =0,00044%), которая на два порядка превышает акарицид-

ную активность ранее синтезированного препарата «Димиксан», в 340 раз превышает активность креолина, в 1590 раз - хлорофоса.

Для определения бактериостатической активности «Тримиксана» использована культура Staphylococcus aureus. «Тримиксан» проявляет хорошие бакте-риостатические свойства (МБСК=0,015б%).

Из соединений, проявляющих антимикотическую активность, наибольший интерес представляют соединения, подавляющие рост гриба Aspergillus niger, наиболее устойчивого среди плесневых грибов. «Тримиксан» проявил высокую фунгистатическую активность (МФСК=0,0011%).

Была также изучена фунгислатическая активность «Тримиксана» в отношении патогенных грибов - дерматофитов: Microsponim lanomn (МФСК=0,0156%), Trychophiton gipseum (МФСК=0,0078%) и Tryckophiton rubrum (МФСК=0,004%). Было выявлено, что активность «Тримиксана» превосходит активность эталона (МФСК сульфоксидов составляет 0,1 %) в среднем в 14 раз.

Таким образом, по результатам исследований видно, что биологически активный препарат «Тримиксан» является препаратом широкого спектра действия. Кроме того, этот препарат превосходит по биологической активности все ранее известные соединения как минимум на два порадка. Bcä вышеперечисленное, а также существование простого и дешевого с экономической точки зрения химического способа получения «Тримиксана», обусловливает необходимость проведения расширенных производственных испытаний «Тримиксана».

Исследование действия «Тримиксана» на тест-объектах сульфатвосстанавливающих бактерий Desulfavibrio

Далее были проведены собственные исследования действия препарата на сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ) Desulfavibrio, вызывающие коррозию металлов нефтепромыслового оборудования и биодеградацию нефти.

Для этого по стандартной методике была подготовлена культура СВБ Desulfavibrio, выделенная из Ромашкинского месторождения РТ. Исследование препарата на эту культуру проводились при концентрациях «Тримиксана» от 0,01 до 100 мг/л. Наблюдения велись в течение 10 суток. Результаты исследований представлены на рис.1

Рисунок 1. Подавление роста СВБ Desulfavibrio при следующих концентрациях «Тримиксана»:

1 - С = 0,01 мг/л;

2 - С = 0,1 мг/л;

3 - С = 1,0 мг/л; 4-С =10 мг/л; 5 - С = 100 мг/л.

Установлено, что бактерицидная активность «Тримиксана» зависит от концентрации. Подавление роста бактерий на 65% наблюдается уже при минимальной концентрации 0,01 мг/л. С увеличением концентрации реагента с 0,01 до 100 мг/л наблюдается 100% подавление роста бактерий и активность «Тримиксана» сохраняется в течение 10 суток. Таким образом, «Тримиксан» обеспечивает очень высокую бактерицидную активность по отношению к СВБ Desul-fovibrio.

3. Токсикологическая оценка «Тримиксана»

Изучение токсикологических свойств «Тримиксана» показало, что наряду с высокой биологической активностью препарат обладает низкой токсичностью. Исследование токсикологических «Тримиксана» проведены сотрудниками кафедры физиологии и этиологии животных ФГОУ ВПО «Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э.Баумана» д.в.н., профессором Гариповым Т.В. и к.б.н. Ишкаевой Д.Р.

Установлены параметры острой токсичности «Тримиксана» при введении в желудок для белых мышей (ЛД50 =448,0±60,8) и крыс (ЛДзо =723,0±62,0) и при накожном нанесении'для крыс (ЛД50 =655.0±123.0). Согласно ГОСТ 12.1.007-76, «Тримиксан» относится к веществам III класса токсичности.'

Были также исследованы кумулятивные свойства «Тримиксана». В результате этих исследований было установлено, что «Тримиксан» при пероральном введении можно отнести к веществам с умеренной кумуляцией (коэффициент кумуляции = 5,2), а при накожном применении в ДМСО препарат является умеренно кумулятивным (коэффициент кумуляции = 1,28),

Результаты исследований аллергенных свойств показали, что при действии 1 % раствора «Тримиксана» в ДМСО клинико-морфологические признаки аллергии визуально не были отмечены.

Мутагенное действие «Тримиксана» изучалось на примере His+ реверсий у ауксотрофного по гистидину штамма ВА13 Salmonella ¡(гурМтигшт, ■ имеющего мутацию в гене hisG46. Результаты проведенных исследований.1 позволяют сделать вывод, что исследуемый препарат не показал на данной мутационной модели мутагенных свойств, что позволяет предположить об отсутствии и канцерогенных свойств (в литературе имеются данные о корреляции между мутагенными и канцерогенными действиями).

Анализ проведенных исследований показал также отсутствие эмбриоток-сических свойств препарата.

Высокая акарицидная и фунгицидная активность «Тримиксана», его низкая токсичность, отсутствие мутагенных, канцерогенных и- эмбриотоксических свойств явилось предпосылкой для создания лекарственных препаратов для ветеринарной медицины.

4. Области практического применения «Тримиксана» Исследования «Тримиксана» с целью создания ветеринарных лекарственных препаратов

В связи с тем, что «Тримиксан» практически нерастворим в воде, возникла необходимость подобрать подходящие растворители для создания удобных для применения лекарственных форм. Было выявлено, что лучшим растворителем для «Тримиксана» является ДМСО и 96% этиловый спирт.

При разработке суспензий на основе «Тримиксана» в качестве ПАВ использовались ПЭО-400 и стеарокс-6. Суспензию готовили в соотношении 1: 0,5 (1 часть препарата и 0,5 части эмульгатора). Было отмечено, что водные суспензии препарата удобны для массового применения, но они нестабильны и не могут храниться долгое время.

Поэтому был предложен раствор «Тримиксана», где в качестве растворителя был выбран ДМСО, а в качестве основы - ПЭО-400, также в раствор добавлялась дистиллированная вода. Данная лекарственная форма обладает стабильностью, не выпадает в осадок, может храниться длительное время, пригодна только для наружного применения.

Кроме того, были разработаны ушные капли в 70% этиловом спирте.

Таким образом, на клинические испытания были предложены 0,1 % раствор «Тримиксана» в ДМСО и ПЭО-400 и ушные капли - 0,1% раствор «Тримиксана» в 70% этиловом спирте. «Тримикеан» в данных лекарственных формах проявил высокую лечебную эффективность при лечении саркоптоидозов, гнойного отита и дерматомикозов животных.

Использование «Тримиксана» в концентрации 0,1% в данных лекарственных препаратах выгодно отличается не только от известных аналогов, но и от ранее полученного на кафедре ХТОСА КГТУ высокоэффективного препарата «Нитроксан», который использовался в концентрации 0,5 -1%.

Разработка бактерицида «Тримикеан» для предотвращения биодеградации нефти

Для создания реагента необходимым является исследование.вещества на культуру СВБ ОеаиуШЬпо в нефтепромысловых сточных водах (НПСВ), где они обитают. В НПСВ обычно имеет место высокая минерализация, концентрация солей составляет 15% и выше, рН среды обычно составляет 6,8-7,8.

Были проведены исследования биодеградации нефти в зависимости от концентрации «Тримиксана» и времени его воздействия в НПСВ (минерализации 15% и выше, рН среды 6,8-7,8). Анализ результатов исследований при сопоставлении с контрольными опытами (без «Тримиксана») в тех же условиях показал, что при увеличении концентрации «Тримиксана» и времени воздействия снижается потребление нефти культурой СВБ Веяи1/оу(Ьгю. При концентрации «Тримиксана», равной 10 мг/л биодеградация нефти предотвращается на 98%, а, цри концентрации «Тримиксана» 100 мг/л потребление нефти предотвращается полностью (рис. 2). Так как при этом потребление нефти сокращается на незначительную величину - 2%, в качестве рекомендуемой рабочей была выбрана концентрация «Тримиксана» 10 мг/л, так как эта концентрация является оптимальной по соотношению эффективности и расхода препарата (максимальный эффект (98%), минимальный расход препарата (10мг/л)).

Таким образом, при:использовании «Тримиксана» в концентрации 10 мг/л обеспечивается высокая бактерицидная активность по отношению к данным бактериям (98%), наблюдается интенсивное снижение выхода биомассы и, соответственно, потребление нефти культурой СВБ Ое$и1}отЪпо. Наблюдения велись в течение 10 суток.

Результаты исследований представлены на рис.2.

Рисупок 2. Кинетика потребления нефти культурой СВБ Desutfovibrio в зависимо«« от концентрации «Тримиксана»:

1- С =100 мг/л;

2-С=10мг/л;

3 - С=1,0 мг/л;

4 - С=0,1 мг/л;

5 - С=0,01 мг/л;

6 - С=0 мг/л.

Следует отметить, что по сравнению с бактерицидом-аналогом, наиболее часто используемым на нефтепромыслах РТ (формалин), «Тримиксан» эффективнее в 10-15 раз, так как рекомендуемая рабочая концентрация составила 10 мг/л, в то время как у аналога рабочая концентрация -100 -150 мг/л.

Для возможного внедрения «Тримиксана» в производство «Татнефти» возникла необходимость в технико-экономической оценке «Тримиксана». Экономические расчеты были проведены специалистом НПЦ « Экологический консорциум» Сахно Т.В. поданным ОАО «Татнефть».

Степень обводненности нефти на промыслах ОАО «Татнефть» составляет 60%. В процессе жизнедеятельности микроорганизмов в нефтепромысловых сточных водах происходит биодеградация нефти на 5% . По расчетам, при использовании «Тримиксана» в концентрации 10 мг/л возможно сокращение биодеградации нефти с 5% до 0,2%. Годовой объем нефти, сохраненной от биодеградации в этом случае составит 1,224 млн тонн.

Новый бактерицид для подавления роста СВБ Desulfoyibrio «Тримиксан» отвечает всем требованиям, предъявляемым к бактерицидам нефтяной промышленности. В небольшой концентрации - 10 мг/л он обеспечивает чрезвычайно высокую бактерицидную активность, отличаясь тем самым даже среди лучших бактерицидов. Поэтому «Тримиксан» является конкурентоспособным бактерицидом для подавления роста СВБ Desulfovibrio и может- быть использован на нефтепромыслах в качестве реагента, дающего возможность сохранить нефть от биодеградации.

Полученное новое биологически активное вещество «Тримиксан» можно успешно использовать в 2-х актуальных направлениях: в качестве лекарственных препаратов в ветеринарии и технического средства »нефтехимии.

IV. ВЫВОДЫ

1. Впервые разработан рациональный способ и технология получения высокоэффективного биологически активного вещества «Тримиксан» с оптимизацией основных стадий процесса.

2. Исследовано нитрование изомеров 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола и 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола различными нитрующими агентами. Установлен вклад каждого из изомеров в образование нитропродуктов: 2-азидо-4,6-

дихлорнитробензод дает в продуктах 2-азидо-1,3~дииитро-4,6-дихдорбензол; 2-азидо-1,5-дииитро-4,6-дихлорбензол и 2-азидо-1,3,5-тршштро-4,6-дихлорбегоол, а 4-азидо-2,6-дихлорнитробензол - 4-азидо-1,5-динитро-2,6-дихлорбензол и 4-азидо-1,3,5-тринитро-2,6-дихлорбензол. Выявлена возможность управления реакцией нитрования,

3. Предложены лекарственные формы «Тримиксана» для ветеринарии, удобные для наружного применения: 0,1% ушные капли в 70% этиловом спирте и 0,1% раствор в ДМСО и ПЭО-400. Установлена высокая лечебная эффективность полученных препаратов при лечении гнойного отита, дерматомикозов и саркоптоядозов животных,

4. Проведено первичное биотестирование «Тримиксана» in vitro на бактерицидную активность на тест-объектах сульфатвосстанавливающих бактерий Desulfovibrio, обитающих в нефтепромысловых сточных водах. Установлено, что с увеличением концентрации реагента с 0,01 до 100 мг/л бактерицидная активность «Тримиксана» увеличивается с 65 до 100%. Показано, что «Тримиксаи» представляет несомненный интерес как бактерицид по отношению к сульфат-восстанавливающим бактериям Desulfovibrio.

5. Изучена кинетика потребления нефти культурой сульфатвосстанавливающих бактерий Desulfovibrio в нефтепромысловых сточных водах (минерализация - 15%, рН=6,8-7,8) и присутствий «Тримиксана». Показано, что при концентрации «Тримиксана», равной 10" ¡мг/л, биодеградация нефти предотвращается на 98%, а при увеличении концентрации «Тримиксана» до 100 мг/л потребление нефти сокращается на незначительную величину - 2%. В качестве оптимальной выбрана концентрация «Тримиксана» 10 мг/л, так как при этой концентрации достигается максимальный эффект (98%), минимальный расход препарата (10мг/л)). «Тримиксаи» предложен в качестве нового технического средства для нефтехимии - бактерицида, предотвращающего биодеградацию нефти.

ПУБЛИКАЦИИ В ИЗДАНИЯХ, РЕКОМЕНДОВАННЫХ ВАК РФ, ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ КАНДИДАТСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

1. Мухаметшина, А.М. Биологическая активность хлорпроизводных нитробен-зофуроксана / A.M. Мухаметшина, Л.М. Юсупова, С.Ю. Гармопов, И.М. Захаров, И.Е. Зыкова, И.Ф. Фаляхов, Т.В. Гарипов // Вопросы биологии, медицины, фармацевтической науки.- 2005, - №4. - С.45-48.

2.' Мухаметшина, A.M. Исследование закономерностей нитрования хлорсодер-жащих нитрофенилазидов / А.М.Мухаметшина, Л.М.Юсунова, Й.Ф.Фшгахов, Д.'Г.Каримова // Вестник Казанского технологического университета. - Казань, 2007, -№5. - С.5-10,

НАУЧНЫЕ СТАТЬИ И МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИЙ

3. Мухаметшина, А.М, Разделение смеси изомеров 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола и 4-азидо-2,6-дихлоркитробензола и исследование индивидуальных веществ в реакциях нитрования / А.М.Мухаметшина, Л.М. Юсупова, Д.Т.Каримова // VI Республиканская школа студентов и аспирантов «Жить в XXI веке». - Казань, 2006. - С. 22-23.

4. Мухаметшина, А.М. Хроматографическое разделение смеси изомеров 2-азедо-4,б-дихлорнитробе)13ола и 4-азидо-2,6-дихлорнитробеизола /

А.М.Мухаметшина, Л.МЛОсупова, K.J1. Нодов // Тезисы докладов научной сессии КГТУ. - Казань, 2006 - С. 213.

5. Мухаметшина, A.M. Изучение реакции нитрования 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола и 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола в различных нитрующих смесях / А.М.Мухаметшина, Л.М.Юсупова, Д.Т.Каримова // Тезисы докладов научной сессии КГТУ. - Казань,2006 - С.213.

6. Мухаметшина, A.M. Изучение реакций нитрования смеси 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола и 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола различными нитрующими агентами / А.М.Мухаметшина, Л.М.Юсупова, Д.Т.Каримова // Тезисы докладов научной сессии КГТУ. - Казань,2007 - С.214.

7. Мухаметшина, A.M. Испытание нового биологически активного реагента .Тримиксан в условиях, максимально приближенных {с условиям в недрах при добыче нефти / А.М.Мухаметшина, Л.М.Юсупова, Т.В.Сахно, В.М.Сахно, Т.В.Беззубова // Тезисы докладов научной сессии КГТУ. - Казань, 2006 - С. 215.

8. Мухаметшина, A.M. Разработка рационального способа получения высокоэффективного лекарственного препарата - Тримиксан / А.М.Мухаметшина, Л.М. Юсупова, Е.С.Воробьев // Тезисы докладов научной сессии КГТУ. - Казань,2007 - С. 214.

9. Мухаметшина, A.M. Исследование влияния нового биологически активного реагента Тримиксан на сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ) Desulfovibrio / А.М.Мухаметшина, Л.М.Юсупова, Т.В.Сахно, В.М.Сахно, Т.В.Беззубова // Тезисы докладов научной сессии КГТУ. - Казань, 2007 - С.215.

10. Мухаметшина, A.M. Новый высокоэффективный акарицидный препарат «Тримиксан» и его лекарственные формы / A.M. Мухаметшина, Л.М. Юсупова, Т.В. Гарипов, Г.П. Шарнин, Л.В. Спатлова // Материалы докладов Международной научно-технической и методической конференции «Современные проблемы специальной технической химии». -Т.1- Казань, 21-22 декабря 2007. - С. 90-92.

11. Мухаметшина, A.M. Исследование бактерицидной активности «Тримиксана» относительно непатогенных сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) Desulfovibrio / А.М. Мухаметшина, Л.М. Юсупова, Т.В. Сахно, В.М.Сахно// Материалы докладов Международной научно-технической и методической конференции «Современные проблемы специальной технической химии». -Т.2- Казань, 21-22 декабря 2007. - С. 88-89.

Заказ Jig Тираж 80 экз.

Офсетная лаборатория Казанского государственного технологического университета

420015, Казань, К.Маркса,68

Актуальность работы. Проблема создания новых высокоэффективных биологически активных веществ является важной задачей химиков-синтетиков.

Многообразие микроорганизмов, привыкание их к используемым веществам является причиной непрекращающегося поиска новых биологически активных веществ. В частности, лечение болезней животных, вызванных патогенными микроорганизмами, представляет весьма трудную задачу. Ветеринарной медициной с профилактической и лечебной целью широко применяются такие вещества как хлорофос, креолин, ДМСО и т.д. Недостатком их является токсичность, недостаточная эффективность, отдаленные нежелательные последствия. Таким образом, современный фармацевтический рынок нуждается в новых лекарственных препаратах, обладающих широким спектром действия и не вызывающих побочных эффектов.

Остро стоит проблема защиты нефти от биодеградации, которая связана с деятельностью сульфатвосстанавливающих бактерий, обитающих в нефтепромысловых сточных водах. Эффективными бактерицидами по отношению к сульфатвосстанавливающим бактериям являются хлорфенолы, производные циклических ацеталей, четвертичные аминные основания, формалин и т.д. Применение их ограничено, так как они не удовлетворяют основным требованиям, предъявляемым к бактерицидам нефтяной промышленности (токсичность, использование в достаточно больших концентрациях). Таким образом, изыскание новых высокоэффективных реагентов, подавляющих рост сульфатвосстанавливающих бактерий, и к тому же, отвечающих основным требованиям нефтяной промышленности, актуально и требует усилий химиков и биотехнологов.

Производные фуроксанов являются соединениями, обладающими высокой биологической активностью. Многие хлорнитропроизводные бензофурок-санов используются как антибактериальные, фунгицидные и акарицидные средства.

На кафедре ХТОСА Казанского государственного технологического университета проводятся систематические исследования по поиску биологически активных веществ в ряду замещенных бензофуроксанов. В результате исследований разработан ряд высокоэффективных лекарственных препаратов: «Нитро-ксан», «Димиксан», которые прошли широкие производственные испытания и в настоящее время применяются в ветеринарной практике.

Большой интерес для фармацевтической химии представляет новый препарат «Тримиксан», превосходящий по своей биологической активности ранее полученные «Нитроксан» и «Димиксан». Однако метод получения «Тримикса-на» недостаточно исследован для того, чтобы заложить его в основу технологического регламента. В связи с этим остро стоит вопрос разработки технологии получения «Тримиксана».

Таким образом, создание технологии получения высокоэффективного биологически активного вещества «Тримиксан», изучение его токсикологических свойств и применение в качестве лекарственных препаратов в ветеринарии и нового бактерицидного средства в нефтехимии является актуальной задачей, как с фундаментальной, так и с прикладной точки зрения.

Цель работы. Разработка технологии получения биологически активного вещества «Тримиксан», изучение его биологической активности, создание лекарственных форм для ветеринарной медицины, нового технического средства для нефтехимии - бактерицида, предотвращающего биодеградацию нефти.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить задачи:

1. Разработка технологии получения «Тримиксана».

2. Исследования «Тримиксана» с целью создания лекарственных форм для ветеринарии.

3. Установление активности «Тримиксана» относительно сульфатвосстанавливающих бактерий Desulfovibrio.

4. Исследование действия нового бактерицида «Тримиксан» относительно сульфатвосстанавливающих бактерий Desulfovibrio в нефтепромысловых сточных водах.

Методы исследования. Для синтеза соединений использовались общие методы синтетической органической химии. Состав и строение соединений устанавливались с помощью методов ТСХ, ИК-, УФ-, ПМР- спектроскопии.

Научная новизна. Разработана лабораторная технология получения высокоэффективного биологически активного вещества «Тримиксан». Впервые проведено разделение смеси 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола и 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола на индивидуальные изомеры и исследовано нитрование их различными нитрующими агентами, выявлены условия управления реакцией нитрования. Впервые показана высокая активность «Тримиксана» относительно сульфатвосстанавливающих бактерий Desulfovibrio.

Практическая значимость. Разработаны лабораторная технология получения высокоэффективного БАВ «Тримиксан» на основе доступного сырья — анилина и лабораторный технологический регламент на его получение. Созданы лекарственные формы «Тримиксана» для применения в качестве лечебного средства при поражениях кожи животных микотической и паразитарной этиологии. «Тримиксан» предложен в качестве нового технического средства в нефтехимии - бактерицида, предотвращающего биодеградацию нефти, эффективного при концентрации 10 мг/л.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на: VI Республиканской школе студентов и аспирантов «Жить в XXI веке» (Казань, 2006), научной сессии КГТУ (Казань, 2006), международной научно-технической конференции «Современные проблемы технической химии» (Казань, 2007), научной сессии КГТУ (Казань, 2007), конкурсе «УМНИК» (Казань, 2007).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- результаты разработки технологии получения «Тримиксана»;

- результаты разделения смеси 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола и 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола на индивидуальные изомеры и исследования нитрования их различными нитрующими агентами;

- результаты исследований действия «Тримиксана» на тест-объектах суль-фатвосстанавливающих бактерий Desulfovibrio;

- результаты исследований действия «Тримиксана» на сульфатвосстанав-ливающие бактерии Desulfovibrio в нефтепромысловых сточных водах.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 статьи и 9 тезисов докладов.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа содержит введение, литературный обзор, обсуждение результатов, экспериментальную часть, выводы и список цитируемой литературы из 134 наименований. Общий объем диссертации изложен на 147 страницах, включая 32 таблицы и 3 рисунка.

IV. ВЫВОДЫ

1. Впервые разработан рациональный способ и технология получения высокоэффективного БАВ «Тримиксан» с оптимизацией основных стадий процесса. t

2. Исследовано нитрование изомеров 2-азидо-4,6-дихлорнитробензола и 4-азидо-2,6-дихлорнитробензола различными нитрующими агентами. Установлен вклад каждого из изомеров в образование нитропродуктов: 2-азидо-4,6-дихлорнитробензол дает в продуктах 2-азидо-1,3-динитро-4,6-дихлорбензол; 2-азидо-1,5-динитро-4,6-дихлорбензол и 2-азидо-1,3,5-тринитро-4,6-дихлорбензол, а 4-азидо-2,6-дихлорнитробензол - 4-азидо-1,5-динитро-2,6-дихлорбензол и 4-азидо-1,3,5-тринитро-2,6-дихлорбензол. Выявлена возможность управления реакцией нитрования.

3. Предложены лекарственные формы «Тримиксана» для ветеринарии, удобные для наружного применения: 0,1% ушные капли в 70% этиловом спирте и 0,1 % раствор в ДМСО и ПЭО-400. Установлена высокая лечебная эффективность полученных препаратов при лечении гнойного отита, дерматомикозов и саркоптоидозов животных.

4. Проведено первичное биотестирование «Тримиксана» in vitro на бактерицидную активность на тест-объектах сульфатвосстанавливающих бактерий Desulfovibrio, обитающих в нефтепромысловых сточных водах. Установлено, что с увеличением концентрации реагента с 0,01 до 100 мг/л бактерицидная активность «Тримиксана» увеличивается с 65 до 100%. Показано, что «Тримиксан» представляет несомненный интерес как бактерицид по отношению к СВБ Desulfovibrio.

5. Изучена кинетика потребления нефти культурой СВБ Desulfovibrio в нефтепромысловых сточных водах (минерализация — 15%, рН=6,8-7,8) в присутствии «Тримиксана». Показано, что при концентрации «Тримиксана», равной 10 мг/л, биодеградация нефти предотвращается на 98%, а при увеличении концентрации «Тримиксана» до 100 мг/л потребление нефти сокращается на незначительную величину - 2%. В качестве оптимальной выбрана концентрация

Тримиксана» 10 мг/л, так как при этой концентрации достигается максимальный эффект (98%), минимальный расход препарата (10мг/л)). «Тримиксан» предложен в качестве нового технического средства для нефтехимии - бактерицида, предотвращающего биодеградацию нефти.