ҚАЗАҚСТАН  РЕСПУБЛИКАСЫ  БІЛІМ  ЖӘНЕ  ҒЫЛЫМ  МИНИСТРЛІГІ

ЖАРАТЫЛЫСТАНУ  ФАКУЛЬТЕТІ

  ЭКОЛОГИЯ  ЖӘНЕ  ХИМИЯ  КАФЕДРАСЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ДИПЛОМДЫҚ  ЖҰМЫС

 

Никотин және изоникотин қышқылдарының гидролиттік өзгерістерін зерттеу

 

 

 

 

 

 

                                                                                        050112-химия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2011

 

МАЗМҰНЫ

БЕЛГІЛЕУЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР………………………………………………….. 8

КІРІСПЕ…………………………………………………………………………..  9

1 ӘДЕБИЕТТІК ШОЛУ…………………………………………………………  11

1.1 Пиридинкарбон  қышқылдарын  синтездеу  әдістері………………………………  11

1.2 Карбон  қышқылдарының   гидразидтерін алу әдістері………………………… 16

1.3 Нитрилдердің гидразинмен әрекеттесу механизмі………………..………… 21

2 ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ…………………………………………………  24

2.1 Бастапқы  заттардың, аралық және соңғы  өнімдердің сипаттамасы………..  24

2.2 АВ-17-8, АВ-17-8 Т, АН-31  аниониттерінің сипаттамалары…………………..  25

2.3 Аниониттердің    ОН — формасын   дайындау  әдістемесі…………………………  28

2.4 Аниониттерді  регенерациялау  әдістемесі……………………………………………..  29

2.5 Никотин  қышқылынан оның гидразидін синтездеу әдістемесі……………….  29

2.6 Реакцияның  бастапқы  заттары  мен  соңғы  өнімдерін  анализдеу   және    

      идентификациялау………………………………………………………………………………..  31

2.6.1 Никотин  және  изоникотин  қышқылдарының  гидразидтерін 

        фотоколориметриялық  әдіспен  анықтау……………………………………………..  31                              

2.6.2 Изоникотин  қышқылы  гидразидінің  шынайылығын анықтау…………….  31

2.6.3 Никотин  қышқылының  шынайылығын  анықтау……………………………….  33

2.6.4 Никотин  және  изоникотин  қышқылдарын  сандық  анықтау     

         әдістемесі…………………………………………………………………………………………..  34

2.6.5 Реакцияның  бастапқы  заттары  мен  соңғы  өнімдерін                    

         ИҚ- спектроскопиялық  әдіспен  зерттеу……………………………………………..  35

3  НӘТИЖЕЛЕРДІ ТАЛҚЫЛАУ………………………………………………  36

3.1 Никотин  қышқылының  АВ-17-8 (ОН)  аниониті  қатысында    

      гидразинолиз  процесіне  әртүрлі  факторлардың  әсерін  зерттеу…………..  36

3.2 Изоникотин  қышқылының  гидразинолизін АВ-17-8,  АВ-17-8 Т, АН- 31, АРА-20П  аниониттері  қатысында  зерттеу………………………………………….  40

3.3 Никотин, изоникотин  және  бензой  қышқылдарының  гидразинолиз  процесіндегі  реакцияласу  қабілетін  салыстыру…………………………………..  42

3.4 АВ-17-8 (ОН) анионитіндегі гидратация және гидразинолиз реакцияларының механизмдері……………………..………………………   43

4 ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ. ҚАУІПСІЗДІК ТЕХНИКАСЫ…………………………….  49

4.1 Химия лабораториясында техника қауіпсіздік шараларын сақтау………….  49

4.2 Электр тогымен зақымданудан қорғау шаралары………………………………….. 50

ҚОРЫТЫНДЫ…………………………………………………………………..  53

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ…………………………………..  55

ҚОСЫМШАЛАР…………………………………………………………………………………….  59

 

 

 

 

 

 

  БЕЛГІЛЕУЛЕР  МЕН  ҚЫСҚАРТУЛАР

 

НҚ – никотин  қышқылы

ИНҚ – изоникотин қышқылы

НҚГ – никотин қышқылының  гидразиді

ИҚГ – изоникотин  қышқылының  гидразиді

БҚ – бензой  қышқылы

ГГ – гидразингидрат

Кt – катализатор

t – реакцияның  температурасы

τ – реакция  ұзақтығы

А. с. – алмасу  сыйымдылығы,  мг · экв/г

ИҚ — спектр – инфрақызыл спектр

ν – сіңіру  жолақтарының  жиілігі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                        КІРІСПЕ

 

       Тақырыптың  өзектілігі:  Никотин, изоникотин  қышқылдары  және  олардың   туындылары – амидтер,  гидразидтер,  күрделі  эфирлер  медициналық  практикада  жиі  қолданылатын  препараттар  қатарына  жататындықтан,  қазіргі  кезде  оларды  синтездеу  әдістері  зерттеушілердің  назарын  аударып  жүр.  Айталық,  никотин  қышқылы  және  никотинамид      РР  дәрумені  ретінде  пеллагра  ауруына  қарсы  қолданылады.  Изоникотин  қышқылының  гидразиді – изониазид  туберкулезге   қарсы  қолданылатын  препарат  болып  табылады. 

       Гидразидтерді  негізінен  өздеріне  сәйкес  карбон  қышқылынан  және  оның  туындыларынан  синтездейді,  ал  бұл  қосылыстар  негізінен  көмірсутекті  шикізатты  калий  перманганатымен  немесе  азот  қышқылымен  сұйық  фазада  тотықтыру  арқылы  алынады.  Гидразидтерді  алу  үшін  нитрилдерді  гидразинолиздеу  әдісі  перспективті  әдістің  бірі  болып  саналады. Өндірісте  изоникотин  қышқылының  гидразидін  5  сатылы  процесс  арқылы  синтездейді:

               

 

         Ол үшін γ–пиколин фракциясын метилольді туындылар қоспасына айналдырады. Одан кейін азот қышқылымен тотықтырып,  изоникотин қышқылын алады. Ары қарай оны тионилхлорид көмегімен хлорангидридке айналдырады. Соңғы өнімді алкоголиздеу арқылы күрделі эфир алып, оны гидразингидратпен әрекеттестіріп, изоникотин қышқылының гидразидін алады. Бұл әдістің кемшіліктеріне процестің көп сатылы жолмен жүруі, жанама  өнім ретінде қауіпті жарылғыш нитроқосылыстардың  түзілуі  жатады. Сондықтан  гетерогенді  катализаторларды  қолдану  арқылы  пиридинкарбон  қышқылдарынан  өздеріне  сәйкес  туындылар —  мысалы,  практикалық  жағынан  маңызды  гидразидтерді  синтездеу  өзекті  мәселе  болып  саналады.

     

       Ғылыми — зерттеу  жұмысының   мақсаты:

       Алғашқы  рет  никотин  және  изоникотин  қышқылдарынан  өздеріне  сәйкес  гидразидтерді  әртүрлі  аниониттер  қатысында  синтездеу,  сонымен  қатар  гидратация  және  гидразинолиз  реакцияларының  механизмдері  жөнінде  болжамдар  жасау  болып  табылады.

       Мақсатты  орындау  үшін   келесі  зерттеулер  жүргізілді:

• никотин қышқылының АВ-17-8(ОН)  аниониті  қатысында      гидразинолиз  процесіне  әртүрлі  факторлардың  (температура,  уақыт,  катализатор  мөлшері,  гидразингидрат  мөлшері)  тигізетін  әсерін  зерттеу;
• изоникотин қышқылынан АВ-17-8(ОН), АВ-17-8(ОН)Т, АН-31,   АРА-20П  аниониттері  қатысында  изоникотин  қышқылының  гидразидін  синтездеу  процесін  зерттеу;
• гетерогенді катализатор  АВ-17-8(ОН)  аниониті  қатысында  гидратация  және  гидразинолиз  реакцияларының  механизмдерін  зерттеу;
• ИҚ- спектроскопиялық әдіспен  реакцияның  бастапқы  заттарын  және  соңғы  өнімдерін  зерттеу.

Ғылыми  жаңалығы:                          

       Алғашқы  рет  никотин  және  изоникотин  қышқылдарынан  гетерогенді  катализаторлар  АВ-17-8(ОН),  АВ-17-8(ОН)Т,  АН-31,  АРА-20П  аниониттері  қатысында  өздеріне  сәйкес  гидразидтерді  синтездеу  мүмкіншілігі  көрсетілді,  сонымен  қатар  гидратация  және  гидразинолиз  реакцияларының   механизмдері  жөнінде  болжамдар  жасалды.

       Жұмыс  экология  және  химия  кафедрасының  органикалық  химия  лабораториясында  жүргізілді.

       Ұсынылған  дипломдық  жұмыс  тақырыбына  және  зерттеулер  жүргізуге,  зерттеулер  нәтижесін   талқылауға  көрсеткен   көмегі  және  кеңестері  үшін  ғылыми  жетекшім  ХҚТУ  профессоры  С.А.Жұмаділлаеваға алғысымды  білдіремін.

 

 

1 ӘДЕБИЕТТІК  ШОЛУ

1.1 Пиридинкарбон  қышқылдарын  синтездеу  әдістері

       Соңғы   жылдары    органикалық   цианидтер   негізіне   қойылатын   синтездерге   қызығушылық   кенеттен   артты,   мұндай    жағдай   тотықтырғыштық  аммонолиз   процесінің  ойластырылып   өндіріске   енгізілуіне   байланысты    болды,    бұл    кезде    көмірсутекті   шикізаттан   өзіне   сәйкес   нитрил   алынады.

 

 

 

                 Нитрилдердің гидролизі деп — олардың сумен әрекеттесіп, қышқыл түзу реакциясын айтады, бұл процестің аралық өнімдеріне амидтер  жатады. Нитрилдердің гидролизі қышқылды немесе сілтілі ортада жүреді. Әдебиеттік мәліметтерден  каталиттік әрекеттесу механизмі қышқылдар мен сілтілерде әртүрлі екендігі және спецификалық ерекшелігімен сипатталатындығы белгілі.

       Нитрилдер гидролизінің ерекше әдісі болып құмырсқа қышқылын қолдануға негізделген әдіс болып табылады, мұнда температура 110-200⁰ С болғанда реакция аяғына дейін жүреді [1]. Аз мөлшерлі тұз қышқылы немесе бромды сутек қышқылының қатысында процесс атмосфералық қысымда жүреді және қосымша қыздыруды талап етпейді.

       Нитрилдердің гидролизі сатылап, аралық өнімдер – амидтер түзілуімен жүреді.

 

 

 

       Тепе-теңдік константасының мәні және екі реакцияның да жылдам-дықтарының қатынасы нитрилдердің құрылымына, қолданылатын катализатор табиғатына және гидролизді жүргізу жағдайына тәуелді. Егер k₁>k₂ болса, амид түзілу сатысында тоқтатуға   болады.   Күкірт    қышқылымен   гидролиздегенде

 k₁/k₂  қатынасы қышқыл концентрациасына тәуелді [2-3].  Көптеген нитрилдерді 50%-дық немесе одан да сұйытылған қышқылмен өңдегенде сәйкес карбон қышқылдар алынады. Нитрилдерді бұдан гөрі концентрлі қышқылмен әрекеттестіргенде реакция амид түзілу сатысында тоқтайды. Мысалы, сірке қышқылды ортада кейбір алифатты және ароматты нитрилдердің амидтерге дейін гидратациялану жылдамдығы, амидтердің гидратация жылдамдығы мәніне қарағанда әлдеқайда жоғары. Сонымен жоғары концентрлі минералды қышқылдарды қолдану карбон қышқылдарының орнына амидтердің алынуын қамтамасыз етеді [4].

       Нитрилдердің сумен әрекеттесу бағытына реакцияның температурасы әсер етеді, яғни неғұрлым реакция ұзақтығы және температура жоғары болса, соғұрлым нитрил амидке емес, керісінше қышқылға айналу мүмкіндігі жоғары.

       Металдар гидроксидтерінің қатысында нитрилдерді гидролиздеу де қышқылды гидролиздеу сияқты жиі қолданылады. Алифатты немесе май-ароматты нитрилдердің құрылымы олардың сілті әсерінен гидролизге ұшырау қабілетіне өз әсерін тигізеді [5]. Алифатты нитрилдердің алкилдік қалдықтары неғұрлым көп тармақталған болса, соғұрлым гидролиз жылдамдығы кем болады. Бір гомологтық қатардың алифатты нитрилдерінің молекулалық салмағы артқан сайын (С₃ – С₄ ке дейін) басында гидролиз жылдамдығы төмендейді де, ал кейіннен бұл мән тұрақты болып қалады. Қанықпаған қышқылдар нитрилдері әдетте сәйкес қанықпаған алифатты нитрилдердің гидролизіне қарағанда жылдамырақ жүреді.

       Нитрилдер гидролизінде негізгі реагенттер ретінде натрий, калий және барий гидроксидтері қолданылады. Сілті концентрациясы жоғарылаған сайын гидролиз жылдамдығы артады [6]. Қышқыл әсерінен гидролиздегі секілді кейбір жағдайларда сілті концентрациясының өзгеруі реакцияның амид немесе     қышқыл түзілуіне бағыттайды. Мысалы,  1-циклогексил — 2 — цианэтилениминді эквивалентті көлемді сулы – спиртті сілті ерітіндісімен қайнатқанда                  1-циклогексилэтилен мен 2-карбон қышқылының амиді түзіледі. Сілтінің артық

мөлшерінде және ұзақ мерзімді қыздырғанда гидролиз карбон қышқылының түзілуіне дейін жүреді.

       Әдетте гидролиз нитрилдерді натрий немесе калий гидроксидтерінің сулы ерітіндісімен қыздыру нәтижесінде жүреді. Суда нашар еритін нитрилдерді қолдану жағдайында күйдіргіш калий ерітіндісінің этил спиртінде немесе жоғары температурада қайнайтын спирттердегі (амил спирті, глицерин т.б.) ерітіндісі қолданылады.

       Екіншілік немесе үшіншілік фенилацетонитрилдердің сілтілі гидролизін зерттеу барысында алынған мәліметтерді ескере отырып, Ремик А.Е. [7] сол реакцияның биномды механизмін ұсынды:

                                                                                        О ^—

 

                                                                ^—                                                                                                             

                             

 

                                                                                   +   

 

       Мұнда гидроксил ионының нитрил молекуласына жасаған шабуылы реакция жылдамдығын анықтаушы саты болып табылады. Осылайша нитрил   тобының көміртек атомы электрондық тығыздығының  маңындағы  гидролизге жағымды әсерін тигізуі керек, яғни электрон акцепторлы орынбасушыларды  ендіру реакцияны жылдамдатады, ал электрон донорлық орынбасушыларды ендіру реакция жылдамдығын керісінше баяулатады. Зерттеулер сондай-ақ гидролиз механизмі құрылымға тәуелділігін көрсетті және осыған орай спецификалық ерекшеліктерге ие.   

        Патенттік әдеби  деректерде берілгендер санының басым көбі — құрамында  мыс  бар  катализаторлар, амидтер нитрилдердің гидратациясы   арқылы  алынады, металды мыс катализатор ретінде қолданылады. Катализатор құрамында  мыстан басқа да металдардың болуы мүмкін, мысалы Cr, Zn, Ni, Mn немесе Mо [8].

       Ватанабе К.К. және Сакай К.А. [9]  никельді катализатор қатысында гидратация механизмін зерттеу үшін реакция жылдамдығына әртүрлі заттардың әсерін зерттеді. Көптеген тәжірибелер нәтижесінде пиридин және басқада органикалық негіздер гидролизге жағымды әсер ететіні, ал тиофен және органикалық қышқылдар гидролизді тежейтіні анықталды.                                                                                                           Нитрилдердің  гидролизіне каталитикалық әсер айнымалы валентті элементтердің тотықтары да тигізеді. Ең жиі  қолданылатын тотық катализаторы ретінде марганец оксиді қолданылады. Мысалы, бензамидтің максимальды шығымы (48-84%) 100-125⁰С-та нитрил мен судың эквимолярлық қатынасында MnO₂-нің қатысында жүзеге асырылады. Аралық өнім ретінде     1-2% бензой қышқылы түзіледі. Температураны жоғарылатқанда бензамид шығымы төмендейді, ал бензой қышқылының түзілуі жоғарылайды. MnO₂— нің   активтігі гидратация реакциясында 3 рет қолдансақ та бастапқы қалпында қалады [10].

       Ватанабе К.К. және Сакай К.А. MnO₂  қатысында бензонитрил гидра-тациясының заңдылықтарын қарастырған болатын. Зерттеу нәтижесінде бензамид түзілу жылдамдығы судың мөлшері артқан сайын төмендейтіндігі дәлелденген. Никотин және изоникотин қышқылдары  нитрилдерінің сұйық фазалы гидролизінің  мысалында MnO₂ температура 100⁰С  және  реакция ұзақтығы  5 сағат болғанда белсенді  каталиттік әсер көрсететіндігі анықталды.

       Құрамында   фосфор,  мышьяк,   сурьма   бар   комплекстердің   каталиттік  әсерінің   мысалы   ретінде   екі  компоненттен  тұратын: ауыспалы   металдардың   қосылысы   мен   органикалық     фосфиннен,   фосфиттен,   арсиннен,   стибиннен   немесе    антимониттен тұратын    гомогенді   катализатордың   қатысуымен    нитрилдердің  гидролиздену   процесін келтіруге болады [11]. Нитрилдердің амидтерге  гидратациялануы      құрамында      платина       тобының        металдары мен о-фенантролин,   глицин   және   басқа  да   қосылыстар    сияқты органикалық   лигандтары бар комплексті катализаторларды қолданғанда жоғары   селективтілікпен жүреді.

       Соңғы   кездері   гидратациялау   катализаторлары   ретінде   қаңқалы  катализаторлар   қолданылып   келеді.  Олардың   басқалардан   артықшылығы  механикалық   мықтылығында,  бұл   өндіріс   құрылғылары   үшін   маңызды,     дайындалу   жеңілділігінде   және   активтілігінің   ұзақ   уақыт   сақталуында.    Қаңқалы  катализаторлар  химия,  тамақ,   электротехника   өндірісінде  кеңінен  қолданылғандықтан,    көптеген   зерттеулердің   обьектісі   болып   табылады.    Катализатордың    каталиттік  активтілігінде     құйма  құрамының  үлкен   маңызы  бар.   Активті   катализатор    құрамында   18%-дан   67%-ға   дейін    никель   бар құймалардан    алынатыны   белгілі.   Никель   алюминий   құймасының   құрамында   никель мөлшерінің   67%-дан   асуы  құймалардың   сілтімен   ыдырауын   қиындатады [12].

       Султанов  пен  Левановский [13]  катализаторды   дайындау   үшін   дайындалатын   құйманың   құрамында   никельдің   35%   болуын   дұрыс   деп   есептейді.  Құймаларда  никелдің  аз болуынан     тез   бүлінетін,      тиімділігі аз катализаторлар   алынады.

       Металдық   катализаторлар  қатысында   нитрилдердің   гидролизі жоғары   селективтілікпен  жүреді,   бірақ   күрделі   құрамды  катализаторды   қолдану    өнімді бөліп алуды және тазартуды қиындатады.   Катализатор   ретінде суда   ерімейтін, негіздік және қышқылдық сипаты бар жасанды   жоғары   молекулалық  ионалмасушы    заттарды   қолдануға   болады.

       Қарастырылған әдеби   деректердің   негізінде   келесі   тұжырым   жасауға  болады: нитрилдің  амидке, амидтің  қышқылға дейін  гидролизінде   катализаторлар   ретінде   әртүрлі  қосылыстарды   нитрилдің   құрылымына   және   реакцияның   бағытына   байланысты   таңдайды.   Гетерогенді    контактілерді     қолдану   қолайлы,   олардың   ерекшеліктері:

1. өте жұмсақ жағдайларда жоғары  шығыммен   қышқылдар   алу;
2. катализатор шығыны   төмен;
3. бірнеше рет   қайта   қолдануға   мүмкіндік   береді;
4. осы әдіспен  алынған   қышқылдың   тазалығы   жоғары   және   қосымша   тазалауды   талап   етпейді.

       Никотин  қышқылы  немесе  РР дәрумені 1867 жылы  алынған,  бірақ   оның  спецификалық  дәрумен ретінде әсері  1937 жылы  анықталған.

       Медицинада  никотин  қышқылы  және  оның  туындылары  кеңінен  қолданылады.  Мысалы,  никотин  қышқылы  және  никотинамид  РР  дәрумені  ретінде  пеллагра  ауруына  қарсы  қолданылады. 

       Никотин  қышқылын   синтездеудің  әртүрлі  жолдары  белгілі.  Бірақ   оны    β-пиколиннен  алудың  маңызы  зор.

 

       Никотин  қышқылы – ақ  кристалды  зат,  эфирде  аз  мөлшерде  ериді  немесе  мүлдем  ерімейді.  Никотин  қышқылын  сәулелерден  қорғаушы  жақсы  тығындалған  ыдыста  сақтайды.  Никотин   қышқылы  амфотерлі  қасиетке  ие,  оның  пиридин   циклінде   азот  атомы  болуына  байланысты   негіздік  қасиет  көрсетеді   және   карбоксил   тобында   қозғалғыш  сутек  атомы  болуына  байланысты   қышқылдық  қасиет   көрсетеді. Никотин   қышқылы     спецификалық   антипеллагрикалық   құрал    болып   есептеледі   және   де   ол   қан    тамырларын   кеңейту   қасиетіне   ие.   Пеллагра   кезінде   оны   ішке   0,1г-ға    дейін,   ал   профилактика  кезінде   0,015-0,05г-ға   дейін   қабылдайды [14]. 

 

1.2  Карбон   қышқылдарының   гидразидтерін  алу  әдістері

       Гидразидтерді   алудың   кең   тараған   әдісі    қышқылдардың,    ангидридтердің,   эфирлер   мен   кетондардың   гидразинолизі,   яғни      С(О)-N  байланыстарының   түзілуіне   әкеліп   соғатын   құрамында   карбонилді   топтары   бар    қосылыстардың    гидразинмен  немесе   оның   алкил     және   арил   туындыларымен   әрекеттесуі.

 

       Карбон   қышқылдарының   немесе   оның   тұздарының   гидразинолизі   түрлі   еріткіштерді     жоғары   температурада   және   кейде   сілтілі   металдардың    гидроксидтерін   пайдалана     жүргізіледі.    Реакцияны   бөлме   температурасында N,N- дициклогексилкарбамидті   дегидраттаушы   агент   ретінде  пайдаланады [15]  немесе   дихлорфенил   қатысында   жүргізуге   болады [16]. Осы   тектес   реакцияларда   моноорынбасқан   гидразиндердегі  орынбасушының   бағыты  қышқылдардың   хлорангидридтерін  пайдаланған  кездегідей.

       Изоникотин   қышқылын   (ИНҚ)   гидразингидратпен  30°С -та   тура   конденсациялау   арқылы  85%   шығыммен изоникотин   қышқылының    гидразиді  (ИҚГ) алынады [17].   Егер   реакция   жағдайлары   толығымен   қамтамасыз   етілмесе,  онда   изоникотин  қышқылының  гидразиді   аз   шығыммен   алынады, өйткені   бұл   жағдайда   реакция   өнімінің   құрамында   диизоникотиноилгидразид   және   2,5-ди(н-пиридин)-амино-1,3,4-триазолдың  мөлшері  анағұрлым  көп   болады [18-19]. 

 

 

 

       Алифатты   карбон қышқылдарының   4-бромфенил   гидразидтері    пропион, бутил және изобутил қышқылдарын 4-бромфенилгидразинмен                                           қыздыру  арқылы   50-75%   шығыммен   алынады [20].

       N-орынбасылған   фенилсірке   қышқылының    200-220°С гидразинолизі  жоғары  температурада  қайнайтын еріткіш   ортасында   сілтілі  металдардың    гидроксидтері    қатысуымен  жүзеге  асады,  нәтижесінде сәйкес гидразид алынады [21]. Көбінесе  карбон   қышқылдарының    гидразинолизін   екі    деңгейде ,   кейде   аралық   эфирді   бөлу   арқылы  жүргізеді. Изоникотин  қышқылының      гидразидін     синтездеу     үшін      алдын     ала      изоникотин

қышқылын  этерификациялап, ары  қарай  түзілген   эфирді   гидразингидратпен   өңдейді. Осы   жолмен   өндірісте     66% шығыммен  изоникотин  қышқылының  гидразиді  алынады [22].

       Гидразидтерді  алу  үшін  қышқыл  амидтерін  қолдануға  болады.   Қышқылдардың  күрделі  эфирі  немесе  хлорангидридтеріне  қарағанда      амидтердің   гидразинмен  едәуір  жоғары   температурада  және  ұзақ   уақыт    ішінде  тура  қыздырылуы  қышқыл  жағдайындағыдай  жүзеге  асады   және  өнім  шығымы  жоғары  емес [23].   Бұл   реакция   пептидті   байланысты   үзу   жолымен  ақуыз   деградациясы  үшін қолданылады.  Осы   секілді   реакцияның   жүруін     гидразинанион   көмегімен  тек  қана үшіншілік   амидтер     реакциясы   үшін    жеңілдетуге   болады. Біріншілік    және   екіншілік    амидтер   анион   түзілуін   тежейді.   Сонымен   қатар   гидразингидратты   жеңіл   бензоилдейтін   белсенді-бензоилимидазолды   пайдалану    арқылы   да    жеңілдетуге   болады [24].

       100-104°С-да   сілтілі   ортада  изоникотинамидтің    гидразинолизі   изоникотин  қышқылы  гидразидінің   түзілуіне   әкеледі [25-26]. 

       Карбон   қышқылдарының   күрделі    эфирлерінің    гидразинолизі   қарапайым   гидразидтерді  алудың     жеңіл   жолы   болса,  карбон  қышқылдарының  хлорангидридтері  мен   ангидридтері  екі,   үш   және   төрт   ацилгидразиндерді   алуда   лайықты   реагент   екені   мәлім.   Карбон   қышқылдарының   күрделі   эфирлерін   жиі   гидразингидратпен   әрекеттестіреді,   кей   жағдайларда   әлсіз   қыздыруды   қажет   етеді [27].    Осылай   сірке   қышқылының   гидразидін  оның  метилді   эфирін   гидразингидратпен   10⁰С — 45°С  температура   аралығында спирттік   ортада   әрекеттестіру  арқылы   алады [28].

          Карбон   қышқылдарының    қанықпаған    гидразидтерін   алу   жолдары    зерттелген. Онда метилолеатты  азот атмосферасында гидразинолиздеу  арқылы  олеин  қышқылының  гидразидін алуға болатындығы   көрсетілген [29].

       Карпман  А.К. мен   Яхонтов А.Н. изоникотин  қышқылының  гидразидін  алу   үшін   оның    бутилді   эфирі   қолданылуы   мүмкін   екендігін        көрсетті [30].

       3,5-динитросалицил  қышқылы  эфирінің  гидразинолизін  60-65ºС  метанолда,  триэтиламин  қатысында  жүргізу  арқылы  сәйкес  гидразид     алады [31].

       Орынбасылған   гидразиндерді   пайдаланған   жағдайда   эфирлер   гидразинолизі стереофакторлар   әсеріне   ұшырайды [32]. Моноалкил   гидразиндердегі   орынбасу  азот   атомының   кез-келгенінде жүруі   мүмкін,   нәтижесінде   изомерлі   гидразидтер   түзіледі.

 

       Алайда   тәжірибеде  едәуір  кеңістіктік күрделенген  изомерлердің   көбісі   тек   қана    формиаттардан   (R’=H)   түзіледі.   R¹   немесе   R²    қалдықтар   мөлшерін   көбейткен   жағдайда    реакция   жылдамдығы   төмендейді,   бірінші   өнімнің   мөлшері   екіншісінің  есебінен  көбейеді [33].    Осылайша   күрделі   эфирдің   метилгидразинмен әрекеттесуі  негізінен    симметриялық   туынды   береді.    Керісінше,   қышқыл    хлорангидридінің    гидразинолизі    кезінде,   негізгі   өнім    симметриялық  емес  изомер,    өйткені    метил   тобының   электрондонорлы   қасиеттері бұл  жағдайда  өнім   құрылысын   анықтайтын   фактор    болып   табылады.     1,1-диметилгидразин    жағдайында   кеңістіктік     бөгеттердің    әсері   күрделі   эфирлердің   гидразинолизін    жүргізбейді,   циан,   нитро   және   галоген    орынбасушылары  бар   белсендетілген   эфирлермен   формиаттарды   санамағанда [34-35].  Стереофакторлардың   активтелген   эфирлерге   әсері    есептелмейді.   Өйткені   олар    S_N1  механизмі   бойынша   ацилденеді.  Эфирлер    ықпалымен            1,2- диметилгидразиндердің  ары  қарай    орынбасуы   қиындай    түседі.    Монофенилгидразиндер    жағдайында    бірінші   изомер   жалғыз   өнім,   электронды   және   стереофакторлар   тұрғысынан  түзілген [36]. Этилфенилацетаттың   гидразиндермен   әсері   жалпы   қышқылдық   және  жалпы   сілтілік     катализге   ұшырайды [37].

          Көптеген   нитрилдер   қазіргі   таңда   гидразидтер   алуға   болатын   қол   жетерлік    қосылыстар   класы  болып   табылады.   Әдебиеттерде   алифатты   нитрилдердің   гидразидтерге   дейін   гидразинолизі   туралы   мәліметтер    жоқ,   тек   ароматты   нитрилдерден   және  цианпиридиннен   гидразидтерді   алу   жұмыстары    қысқаша   сипатталған.

         Нитрилдердің   гидразинолизі   екі   кезеңде   жүреді:    бірінші   нитрилдерден  амидтер   алынады, кейін   оларды   гидразингидратпен    өңдейді.   Нитрилдермен   гидразингидраттан  гидразидтерді тікелей  синтездеу  әдісі  үлкен  қызығушылық  тудырады ( карбон   қышқылдарының     амидтерін   алу   сатысын  есептемегенде).

       Гидразидтерді  нитрилдерден  синтездеу  жоғары  температурада,  кейде  негіздік  катализаторлар  қатысында  жүзеге  асады. 

       Бензой  қышқылының  гидразиді  бензонитрилдің  гидразингидратпен  органикалық  еріткіш  ортасында  қыздырылуы  арқылы  алынады  [38].

 

       β- гидразиднитрилдер  циансірке  эфирінің  арилгидразиндермен  реакциясы  арқылы  алынады  [39-40].

       4-цианпиридиннің   гидразинолизін   күйдіргіш   натр   қатысында   жүргізеді    және  изоникотин  қышқылы  гидразидінің  шығымы   50-62%     [41-42].

       Келесі   әдістің   бірінші   сатысында   4-цианпиридиннің   2%   натрий   карбонатымен   гидролизінде   изоникотин   қышқылының    амиді   алынады,   сосын  ол   тазартылғаннан   кейін   гидразингидратпен   әрекеттеседі.   изоникотин  қышқылы  гидразидінің   амидке   есептелген   шығымы   55%-ға   жуық.   Негізгі   өніммен   бірге   изоникотин  қышқылы   түзіледі  (29%).

 

       Кешірек   Молль К.К.   әріптестерімен   бірге   4-цианпиридиннің   сілтілермен    гидролизінде   қиын   еритін    қосымша   өнімдер  түзілетінін    көрсетті,    негізінен   3,5-бис(4-пиридин)-4-амино-1,2,4-триазол,    олардан   изоникотин  қышқылының   гидразидін   тазарту    қиын.    Сондықтан                   4-цианпиридиннің   сілтілі   гидролизін    бір   сағат   амидке   дейін   жүргізіп,   сосын   оны   3-сағат  100˚С   сілтілі    ортада   49%   гидразингидратпен   қайнату   ұсынылады.   Катализатор   ретінде   сілтілі   металдардың   оксидтері,     гидроксидтері   және   карбонаттары   қолданылады.     Түзілген    гидразидті    судан   кристалдап   60-65%   таза   изоникотин  қышқылының  гидразидін   алады [43].

           Сычева Т.Б.    әріптестерімен    бірге  әрекеттесуші    заттардың   температуралық    жағдайын,    олардың   қозу    жылдамдығын     анықтады.    Сонымен   қатар   реакционды    массаны    өңдеу   өзгертілді,   мұндай   әдіс  изоникотин  қышқылы  гидразидінің   шығымын жоғарылатады.   (65-69%)    және    сапасын    арттырады,   20%-ға    дейін   ИНҚ    түзіледі [44].

          4-цианпиридиннің   гидразинолизі   гетерогенді   катализаторлар ион-алмасушы шайырлар АВ-17-8, АНКБ-2, АН-31, АН-18-10П және  қорғасын, марганец,   магний,   кобальт   және   темір    оксидтерін   қолданғанда   едәуір   жақсы   жүреді.   Реакцияны    80-100˚С,  тәжірибе  ұзақтығы  1,5  сағат,    нитрил:катализатор:гидразингидрат:су   қатынасы    сәйкесінше    1:2:0,72:8   жағдайда жүргізеді,  изоникотин  қышқылы  гидразидінің  шығымы                   73-79% [45]. 

 

1.3 Нитрилдердің  гидразинмен  әрекеттесу  механизмі

       Нитрилдердің   гидразинмен   әрекеттесуі   кезінде   реакция   гидразиннің   нитрилдік   топпен   немесе   қандайда   бір   функциональдық   топпен   қосылуымен   жүре   бастайды.    Реакцияның  бастапқы   сатысының   сипатына   байланысты    амидразондар,   гидразидтер,   1,2-дигидро-1,2,4,5-тетразиндер,   4-амино-1,2,4-триазолдар      және      басқа     да     гетероциклды      қосылыстар 

түзіледі.   Нитрилдердің   гидразинмен   және   оның    туындыларымен   реакциясының    механизмін   келесі   түрде   келтіруге   болады.       Алдымен      β-гидразононитрилдер,    таутомерлі       немесе    β-гидразино-α,β-қанықпаған   нитрилдер   түзіледі,   олар  функционалдық   топтардың   ішкі-молекулярлы   әрекеттесуі    нәтижесінде  5-аминопиразолдарға   айналады:

 

 

 

 

 

 

           

       Бірқатар   жағдайларда  β-гидразононитрилдер   және   β-гидразино-         α,β-қанықпаған    нитрилдер   реакциялық   қоспалардан    бөліп   алынған  және  олар  5-аминопиразолдарға   айналатындығы   көрсетілген.   Айта  кету   керек,   егер  бірінші   саты   (гидразинмен   ығыстыру)   қышқыл  қатысынсыз   жүретін   болса,      екінші   сатыда   циклдің   орындалуы   үшін    қышқылдың    қосылуы   міндетті   түрде болуы   мүмкін.

       Минералды   қышқыл  ортада   ацилцианидтердің   фенилгидразиндермен   реакциясында   сәйкес   фенилгидразондар,   эфирде   немесе   сулы   сірке  қышқылында   β-ацилфенилгидразиндер   және   цианды   сутек  түзіледі.   Бұл   реакция,   авторлардың   тұжырымдауы   бойынша,   аралық   α-оксинитрилдің   түзілуі   арқылы    жүреді.

 

 

 

 

 

          Күшті   қышқылды   ортада  тепе-теңдік  бастапқы   өнімдерге   қарай   ығысқан;  нейтралды,   әсіресе   сілтілі   ортада   циан   тобының   ығысуы   оңайрақ   өтеді.

         Гидразин  мен   күйдіргіш   натрдың  сулы  ерітінділерінің  3-цианпиридин    гидролизіне  әсерін   Архипова И.А. және  тағы  басқалар   зерттеген [46]. Екі   жағдайда   да,   ерітіндіде   аз   мөлшерде   негіздің   болуы   (шамамен  бір  литрде   1,05-0,15  моль)    негізінен   амидтің  түзілуіне   жағдай   жасайды.   Гидразиннің   немесе   сілтінің  артық   мөлшерінде   тек   никотин   қышқылының  сәйкес  тұзы  алынады. Сондықтан   3-цианпиридин  гидролизі  өнімінің   шығымы  гидразиннің немесе  күйдіргіш   натрдың    алынғандығына   емес,    реакциялық    қоспадағы   негіздің   мөлшеріне   байланысты   болады.    Осы   жағдай,   мынандай   қорытынды   жасауға   мүмкіндік   береді:    нитрилдердің   сілтілік   гидролиз   процесі   кезінде   негізбен   нитрилдердің   арасындағы қандайда   бір   тұрақсыз   аралық  өнімдер   немесе   аралық   комплекс   түзетін   химиялық   әрекеттесу   орын   алады. 

       Негіздік   катализатор   қатысындағы  4-цианпиридиннің   гидразинолизінде    изоникотинамид   аралық   өнім   болып   табылады [47].    Процесс   екі   тізбекті   саты  арқылы   жүреді   деп   жорамалдауға   болады:   нитрилдердің   амидтерге   дейін   гидратациялануы   және    соңғысының   гидразид   түзе   гидразинолизденуі.

 

                  

 

 

 

 

 

 

2 ЭКСПЕРИМЕНТТІК БӨЛІМ

2.1 Бастапқы   заттардың,   аралық   және   соңғы    өнімдердің    сипаттамасы

           Жұмыста  «т»   және   «а . ү.  т.»  маркалы   реактивтер   қолданылды.

      2.1-кесте

Бастапқы   заттардың,   аралық   және   соңғы   өнімдердің   физикалық-химиялық   қасиеттері

Заттардың   аталуы	Брутто-   формула	Молек.   масса	tқайн,  °С	t балқ. ºС	d²º4
Никотин қышқылы   Изоникотин қышқылы       Бензой  қышқылы       Гидразингидрат   Никотин қышқылының гидразиді Изоникотин қышқылының  гидразиді Бензой  қышқылының  гидразиді	С6Н5NО2   C6H5NО2   C6H5СООН   N2H4· H2O       С6Н7N3О       С6Н7N3О        С7Н8N2O	123   123    122   44         137         137         136	—   198               —	234-238 178   120   —        168        170        156	—   —       1,42               —

 

 

 

 

2.2  АВ-17-8,  АВ-17-8 Т,  АН-31   аниониттерінің    сипаттамалары

       Анионит  АВ-17-8   құрамында   төртіншілік   бензилтриметиламмонийлі   функционалдық  топтары бар, сополимерлі күшті  негізді,  көп функционалды гель   структуралы   анионит.   Ол стиролдың   8%  дивинилбензолмен   сополимерін   хлорметилдеу   арқылы  және  ары  қарай  триметиламиндермен  аминдеу  арқылы  алынады.

       Құрылысы:

 

 

— CH₂ – CH —                           — CH₂ – CH —                              — CH₂ – CH —

 

 

 

 

 

 

 

 

              CH₂N⁺(CH₃)₃  n       — CH₂ – CH —               m                           C₂H₅          p

 

 

 

         Ол  Кемерово  қаласында   «Азот»  өндірістік   бірлестігінде   жоғары   категориялы   сапамен  бірінші   сортты    Clˉ  формада   шығарылды.   Шетелдік  аналогтары:   амберлит    JRA-400,   дауэкс-1,   зеролит  ҒҒ,   дуолит  А-101Д,   кастель   А-500,  диайон-10А,   вофатит   SBW.       Анионит  АВ-17-8  жоғары  температура   әсеріне   ( >90°С )   және  ионизациялаушы   сәулелерге  төзімсіз.   Қыздыру   және   сәулелендіру   кезінде   бөлшектер   ұсақталады,    ісінуі   төмендейді,  функционалдық   топтары   деградацияға,   аминсізденуге   ұшырайды. 18-20ºС  температурада   сұйылтылған   қышқылдардың,  сілтілердің    және   тотықтырғыштардың    әсеріне   тұрақты   немесе   төзімді.    ОН — формада   ауадан  көмір қышқыл газын  сіңіруге  бейім. Сондықтан оны  герметикалық жабық  ыдыста,   су   қабатының    астында   немесе   тұз   формасында    (хлоридті)   сақтау   қажет.

        Анионит   АВ-17-8      түсті  металлургия   өндірістерінің   декантация-ланған    және   ағызынды   суларын   силикаттар,    цианидтер   және роданидтер   қоспасынан   және   тағы   басқалардан  тазалауда перспективті   болып    саналады.

 

 

 

         2.2-кесте

АВ-17-8  анионитінің   эксплутациялық   сипаттамасы

Көрсеткіш

Үйінді   салмағы   г/м³…………………………..………………………………..0,70-0,74   Максималды жұмыс температурасы ОН- формада,ºС………………………..35-90   Жұмыс   мәндерінің   диапазоны  рН …………………………………………….1,14   Ісіну   коэффициенті…………………………………………………………………………..1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3-кесте

АВ-17-8 анионитінің  физикалық-химиялық  көрсеткіштері

Көрсеткіштер	АВ-17-8
	Сапаның   жоғары   категориясы	1-сорт
Сыртқы   көрінісі ………………………   Дәндердің   өлшемі …………………… Дәндердің эффективті өлшемі, мм…………………………………. Біртектілік    коэффициенті……….. Ылғал   мөлшері, % ………………….. ОНˉформасында меншікті   кө-лем,  см³/г …………………………………   Типі………………………………………….. Матрица   негізі………………………… Байланыстырғыш    агент………….. Функционалды  топ ………………….. Негізділігі…………………………………. Толық   көлемдік  сыйым-дылығы,  экв/м³…………………. Үйінді  тығыздығы,  г/м³……… Суда   ісінуі ………………………..	Дөңгелек   дән,  ашық сары   түсті
	0,355   0,4-0,6 1,7 35-50 3,0+(-0)0,3	0,355-1,25   0,6 1,8   35-50 3,0+(-0,3)
	Полимеризациялық Полистирол Дивинилбензол,  8% R3N+ Күшті   негізді   1300-1500 0,66-0,74 0,33-0,35

 

 

       АВ-17-8 (ОН) Т анионитінің құрылысы АВ-17-8 (ОН)анионитіне ұқсас. Тек оның құрамындағы стиролмен дивинилбензолдың қатынастары өзгешелеу.  АВ-17-8(ОН)Т аниониті жоғары температураға төзімді.

       АН-31 аниониті аммиак, полиэтиленполиамин және эпихлоргидринді поликонденсациялау арқылы алынады, ионогенді топтар ретінде екіншілік және үшіншілік амин топтары бар. АН-31 аниониті өндірістік масштабта                  СІ^— формасында шығарылады.    АН-31 кейбір сирек кездесетін элементтерді сорбциялауда қолданылады. Сұйылтылған қышқыл, сілті және органикалық еріткіштерге тұрақты.

2.3 Аниониттердің  ОН-формасын дайындау әдістемесі

       Товарлы  ионитті   кондиционирлеп,   ОН — формасына   келесі   түрде   өткізеді [48].

       Массасы   300  грамнан   аспайтын   ионит   мөлшері   1М  натрий    хлориді   ерітіндісін   бес   есе   мөлшерде   сіңіреді.    3-10  сағаттан   соң   ерітіндіні   төгіп   тастайды,   ал   ионитті   иониттің  бір   мөлшеріне   бес   су   мөлшері   қатынасында,   әр  араластырған   сайын   абайлап   декантациялай   отырып   бірнеше   рет   шаяды.  Ісінген   ионит   колонкаға   ауыстырылып,   тағыда    бірнеше   рет   дистилденген   сумен   шаяды. Анионитті    дайындаудағы    суреттелген   операцияларды   матрицаны    шынықтыру   үшін   үш   реттен  қайталайды.

       Анионитті   Clˉ   формасынан   ОН — формасына   ауыстыру   үшін,    алдымен   оны   0,1М   тұз   қышқылы   ерітіндісімен    өңдейді,   ерітіндінің   бес   көлемі    ісінген   аниониттің   бір   көлеміне   қатынасы   бойынша   алынады.   Сонан  соң  аниониттің   қышқылдығын   кетіру   үшін   судың   бес   көлемімен   жуады   және   ол   арқылы   0,1М  натрий   гидроксиді   ерітіндісін   өткізеді.

       Әлсіз   негіздік   ионитті   өңдеу   кезінде   натрий   гидроксиді   ерітіндісін,   бастапқы   сілті   ерітіндісінде   және   фильтратта   хлор   иондары   концентрациясы   теңескенше    өткізіп   отырады.

       Ол  үшін  пробиркаға   шамамен   1 мл  зерттеліп   отырған   ерітіндіні   алады,   қышқыл   реакцияға   дейін   2н   азот   қышқылы   ерітіндісін   тамшылата   отырып   қосады   және    бірнеше   тамшы   0,1н   азот   қышқылды   күміс   ерітіндісін   қосады.   Қанағаттанарлық    нәтижелер алынған   соң   сілтімен   шаюды   тоқтатады.

 

                        2.4 Аниониттерді   регенерациялау   әдістемесі

       Алмасу сыйымдылығы (А.с.) 3,2 мг·экв/г болатын 500г қолданылған  анионитті регенерациялау үшін 1,5-2 л 10%-ды  натрий және калий гидроксиді ерітінділерін алады. Қоспаны 75-80⁰С-та 5-6 сағат бойы араластырады. Көрсетілген уақыт біткеннен соң қоспаны бөлме температурасына дейін суытып, шайынды суларды фенолфталеин бойынша нитралды реакцияға дейін анықтай отырып, анионитті дистилденген сумен шаяды. Регенерациядан соң аниониттің сыйымдылығы 4,2 мг·экв/г -ды құрайды.

 

        2.5  Никотин  қышқылынан  оның   гидразидін синтездеу  әдістемесі

       Кері  мұздатқышпен, механикалық  араластырғышпен және  термометрмен      жабдықталған        көлемі      250 мл    дөңгелек    түпті  колбаға  1г  никотин қышқылын,  2г ауада  кептірілген    АВ-17-8 анионитін,   0,75г  63%-дық  гидразингидратты  және 8г су  мөлшерін алып,  1,5 сағат  су  моншасында    90⁰С    температурада   қыздыра   отырып    араластырады    (2.1-сурет).           1,5 сағаттан  кейін  реакциялық  қоспаны  бөлме  температурасына  дейін   салқындатып,  түзілген  никотин  қышқылының  гидразидін сүзіп  алады  да,  15мл  70⁰С-қа  дейін  қыздырылған  дистилденген  сумен  шаяды.  Содан  кейін  60⁰С  температурада  кептіреді. Изоникотин  қышқылынан  жоғарыда  қарастырылған  әдіс  бойынша  изоникотин  қышқылының  гидразиді  алынады.

 

 

 

Пиридинкарбон қышқылдарынан  гидразидтерді  синтездеу  қондырғысы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                        6

 

 

 

 

                                                                                                                              7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                  5

                                             1

                                                4                                         

                                           3

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                      2

 

 

 

2.1-сурет. 1-ток түзеткіш; 2-электр плиткасы; 3-су моншасы; 4-дөңгелек түпті колба; 5-реакциялық қоспа; 6-механикалық араластырғыш; 7-кері мұздатқыш;

 

2.6 Реакцияның   бастапқы   заттары   мен   соңғы   өнімдерін              анализдеу  және   идентификациялау

          2.6.1 Никотин  және  изоникотин  қышқылдарының  гидразидтерін        фотоколориметриялық    әдіспен   анықтау

       Құрамында   30-60 мг  пиридинкарбон  қышқылдарының  гидразидтері  RCONHNH₂   бар  үлгіні  5мл   0,5 н  HCl-да   ерітеді  де,  30 мл   0,5 н   мыс  нитраты  ерітіндісін  қосады.  Ерітіндіні  көкшіл  түске  бояйтын  [Cu(RCONHNH₂)₂·2H₂O]  комплексі  түзіледі.  Араластырудан  соң  бірнеше  минуттан  кейін  сұйықтық  оптикалық  тығыздығын  582 нм  толқын  ұзындығында  өлшейді.  Бұл  анализ  фотоколориметр  КФК-2-УХЛ  қондырғысында  орындалады.

 

        2.6.2 Изоникотин  қышқылы  гидразидінің  шынайылығын  анықтау 

       Изоникотин   қышқылы    гидразидінің   шынайылығын    анықтау            үшін  тотықсыздандырғыштық    қасиет      қолданылады,      бұл     препарат  молекуласындағы  гидразин  қалдығының  болуына  негізделген.

       Изоникотин  қышқылының  гидразиді  күміс  нитратының  аммиакты  ерітіндісімен  әрекеттесуі  нәтижесінде  сары  тұнба  бөлінеді,  ал  қыздырғанда  ыдыстың  қабырғаларында  күміс  түзіледі, яғни » күміс  айна »   реакциясы  жүреді:

 

 

       Изоникотин  қышқылының  гидразидін  мыс (ІІ)  сульфатының  ерітіндісімен  өзіне  тән  түсті  реакция  арқылы  да  идентификациялауға  болады.  Алдымен  изоникотин  қышқылы  гидразидінің  мыс  тұзы  (ашық  көк  түсті)  түзіледі,  содан  кейін   изоникотин  қышқылы  гидразидінің  мыс  (ІІ)  тұзы  гидролизденеді  және  тотығады,  ерітінді  ашық  көк  түстен                  изумруд-жасыл  және  бұлыңғыр-сары   түске  дейін  өзгереді.  Газ  (азот)  көбіршіктерінің  бөлінуі  байқалады,  ал  мыс  (ІІ)  ионы  мыс (І)  оксидіне  дейін  тотықсызданады:

       Изоникотин  қышқылының  гидразиді  натрий  нитропруссидінің  сілтілі  ерітіндісімен  түсті  реакция  береді.  Сары-қызыл  түсті  бояу  пайда  болады,  ол  тұз  қышқылын  қосқаннан  кейін  шие  тәрізді  түске  ауысады.

       Изоникотин  қышқылы  гидразидінің  сілтілі  гидролизі  нәтижесінде  түзілген  гидразинді  қышқылды  ортада  п-диметиламинобензальдегидпен  түсті  реакциясы  арқылы  анықтайды.  Сары- қызыл  түсті  бояу  пайда  болады,  бұл  хиноидті  катионның  түзілуімен  жүретін  альдегид пен  гидразиннің  конденсациясына  негізделген: 

 

              

2.6.3 Никотин  қышқылының  шынайылығын  анықтау

       Никотин  қышқылының   шынайылығын  анықтау  үшін  Мемлекеттік Фармакопея Х айырылу   және түсті   реакцияларды  ұсынады.   Никотин  қышқылының айырылу реакциясы  оны  кристалды   натрий  карбонатымен   қыздырғанда   жүреді.   Реакция  барысында  пиридин  түзіледі   және  оны  өзіне  тән  иісінен  сезуге   болады:

       Күшті   сілтілі   ортада   айырылу   өнімдеріне   қарай   никотин   қышқылын  оның   туындыларынан  ажыратуға  болады.   Никотин қышқылы  өзінің  ерітінділерінің   қышқылдық   қасиеті болуынан   түсті   ерімейтін  тұздар  түзеді;   мысалы, мыс  (ІІ)  иондарымен   көк  түсті   тұнба  түзеді  (мыс  никотинаты):

 

       Егер  бұл  реакцияны  аммоний  роданиді  қатысында  жүргізсе,  онда  жасыл  түске  боялған  үш  комплексті  қосылыс  түзіледі.

 

2.6.4  Никотин  және  изоникотин  қышқылдарын  сандық 

анықтау  әдістемесі

       Никотин  қышқылын  сандық   анықтау  үшін  оның   сулы  ерітіндісінің  қышқылдық   қасиетін   пайдаланады.   Препараттың   бір  бөлігін ыстық  суда   ерітеді  (суық  суда   мүлде  ерімейді),  суығаннан  кейін  0,1н  NaOH    ерітіндісімен    натрий  тұзы  түзілгенше   титрлейді  (индикатор   фенолфталеин)

 

       Никотин   қышқылын    иодометриялық   жолмен   де   анықтауға   болады.   Мұнда  мыс  никотинатын   тұндыру   қажет.

 

        2CuSO₄ + 4KI  →  Cu₂I₂  +  I₂   +   2K₂SO₄

        I₂  +  2Na₂S₂O₃  →  2NaI  +  Na₂S₄O₆

       Изоникотин  қышқылын  сандық  анықтау  жоғарыда  қарастырылған  әдіс  бойынша  жүреді. 

 

2.6.5 Реакцияның  бастапқы  заттары  мен  соңғы  өнімдерін                      

ИҚ- спектроскопиялық   әдіспен  зерттеу

       НҚ,  ИҚ, НҚГ,  ИҚГ және  АВ-17-8  анионитінің  кептірілген  үлгілерін  агат  келіде  ұсақтап  Р₂О₅ арқылы  өңдеп, КВr- мен 1׃100  қатынасында  таблеткалайды.  ИҚ- спектрлері   «Jasco» (IR- 810  Жапония)   спектрометрінде  түсірілді.  Маркасы  «т»  KBr- дін   қайта  кристалдап  160°C температурада   3400 – 1640см^-1   аралығындағы   жолақтар  толығымен  жойылғанша  кептіреді  [49].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3  НӘТИЖЕЛЕРДІ  ТАЛҚЫЛАУ

3.1  Никотин  қышқылының  АВ-17-8 (ОН) аниониті қатысында  гидразинолиз  процесіне  әртүрлі  факторлардың  әсерін  зерттеу

       Пиридинкарбон  қышқылдары  қазіргі  таңда  гидразидтер  алуға  болатын  қолайлы   қосылыстар  класы  болып  табылады.

       Қарастырылып  отырған  жұмыста  никотин  қышқылынан (НҚ) никотин  қышқылының  гидразидін (НҚГ) алу  процесі  АВ-17-8 (ОН)  катализаторы  қатысында  жүзеге  асырылды.  Никотин  қышқылы  гидразингидратпен  күшті  негізді  анионит  АВ-17-8 (ОН)  катализаторы  қатысында  әрекеттесіп,  реакцияның  негізгі  өнімі  ретінде  никотин  қышқылының  гидразиді  алынды. 

                                                               _AB-17-8(OH)

      3-PyCOOH     +     N₂H₄ · H₂O                             3-PyCONHNH₂

          Никотин                       Гидразингидрат                                     Никотин қышқылының

              қышқылы                                                                                                гидразиді

 

       Никотин  қышқылын  қолдана  отырып, никотин  қышқылының  гидразидін  синтездеу  үшін  әрекеттесуші  заттардың массалық  қатынасы    НҚ:ГГ:Кt:Н₂О=1:0,75:2:8 болатындай  етіп  алынды, температура 90°С,  реакция  ұзақтығы  1,5 сағат  болғанда  68%  шығыммен  никотин  қышқылының  гидразиді  алынды.

       Никотин  қышқылының  гидразинолизіне  әртүрлі  факторлардың  (катализатор  мөлшері,  гидразингидрат  мөлшері,  температура,  реакция ұзақтығы)  әсерлері  зерттелді. 

       Алдымен   НҚГ  түзілу  процесіне  катализатор  мөлшерінің  әсері  қарастырылды. Реакция  кезінде  катализатор  АВ-17-8 (ОН)  мөлшері  жоғарылаған  сайын  гидразид  шығымы  артады.  НҚ : катализатор  қатынасы  1:2  тең  болғанша,  гидразид  шығымы  өседі,  бірақ  катализатор  мөлшерін  ары  қарай  арттырғанда,  НҚГ  шығымы  төмендейді.  Бұл  жағдай  анионит  АВ-17-8 (ОН)  мөлшерін  арттырғанда  реакция  өнімі  никотин  қышқылы  гидразидінің  ионит  бетінде  адсорбциялануының күшеюімен  түсіндіріледі  (3.1а-сурет).

       3.1б-суретте  НҚГ  түзілуіне  гидразингидрат  мөлшерінің  әсері  зерттелді.  Гидразингидрат  мөлшерін  0,325-0,450г  аралығында  жоғарылатқанда,  гидразид  шығымы  төмендейді.  0,375 г  гидразингидрат  мөлшерін  қосқанда  гидразидтің  шығымы  жоғары  болғандығы  анықталды.  Ары қарай  гидразингидрат  мөлшерін  көбейту  өнім  шығымын  төмендетеді,  яғни  конденсация  реакциясының  өнімдері  түзіледі.   

       Процестің  жүруіне  елеулі  әсер  ететін  негізгі  факторлардың  біріне  температура  өзгерісі  жатады.  Температураны  65°С-тан  90°С-қа  жоғарылатқанда  НҚГ  шығымы  90°С  температурада  ең  үлкен  мәнге  ие  болды  (3.2а-сурет).  Температураны  төмендеткен сайын  НҚГ  шығымы  төмендейді  және  жанама  өнімдердің  түзілуі  байқалады. 

       3.2б-суретте  никотин  қышқылы  гидразидінің  түзілу  процесіне  реакция  ұзақтығының  әсері  зерттелді.  Реакцияның  толық  аяқталуына    1,5  сағат  бойы  қоспаны  араластыру  жеткілікті  болады,  өйткені  жанасу  уақытын  ары қарай  ұзарту  НҚГ   шығымының  елеулі  өзгерістеріне әкелмейді. 

       Синтездің  бастапқы  заты  ретінде  никотин  қышқылының   таза  күйіндегі  және АВ-17-8 (ОН) анионитімен  әрекеттесуінің  ИҚ-спектрлері  келтірілді.

       Никотин  қышқылының  ИҚ-спектрінде  1300-1700 см^-1сіңіру  жолағында  жиілігі  1300 см^-1  және  1725 см^-1  интенсивті  жолақтар  байқалады.  Олар        С–N   және   С=О   топтарының  валенттік  тербелістеріне  сәйкес  келеді.  1500,  1560  және  1600 см^-1  жолақтар  пиридин  сақинасының  скелетті  тербелістерін  сипаттайды,  ал  жиілігі  1630 см^-1  жолағы   NH₂  тобының  тербелістерінен   пайда  болады  (3.3-сурет). 

 

 

 

 

 

 

 

  НҚ : ГГ : Н₂О = 1 : 0,75 : 8  (масс.)

 t = 90°C,   τ = 1,5 сағат

 

НҚ : Kt : Н₂О = 1 : 2 : 8 (масс.)

 t = 90°C,   τ = 1,5 сағат

 

 

3.1-сурет.  НҚГ  шығымына  катализатордың (а)  және 

гидразингидраттың  (б) әсері

 

 

 

     НҚ : Kt : ГГ : Н₂О = 1 : 2 : 0,75 : 8 (масс.)

 t = 90°C,   τ = 1,5 сағат

 

 

НҚ : Kt : ГГ : Н₂О = 1 : 2 : 0,75 : 8 (масс.)

 t = 90°C,   τ = 1,5 сағат

 

3.2-сурет.  НҚГ  шығымына  температураның  (а)  және  реакция

ұзақтығының  (б)  әсері

 

3.2  Изоникотин  қышқылының  гидразинолизін  АВ-17-8,  АВ-17-8 Т,   

АН-31,  АРА-20П  аниониттері  қатысында  зерттеу

       Изоникотин  қышқылының  гидразинолизі күшті  негізді  АВ-17-8 (ОН),                   АВ-17-8 (ОН)Т,  әлсіз  негізді  АН-31,  полиамфолит АРА-20П  аниониттері   қатысында   зерттелді. 

       Изоникотин  қышқылының  гидразидін  (ИҚГ)  күшті  негізді  анионит   АВ-17-8(ОН)  қатысында  синтездеу  процесі  зерттелді.  Изоникотин  қышқылы  гидразингидратпен АВ-17-8(ОН) аниониті  қатысында  әрекеттесіп,  реакцияның  негізгі  өнімі  ретінде  изоникотин  қышқылының  гидразиді  алынды: 

                                                                                                     _AB-17-8(OH)

           4-PyCOOH     +     N₂H₄ · H₂O                        4-PyCONHNH₂

            Изоникотин                     Гидразингидрат                               Изоникотин қышқылының

                   қышқылы                                                                                              гидразиді

 

       Изоникотин  қышқылын  қолдана  отырып, ИҚГ синтездеу  үшін  әрекеттесуші  заттардың  массалық  қатынасы  ИНҚ:ГГ:Кt:Н₂О=1:0,75:2:8  болатындай  етіп  алынды,  температура  90°С,  реакция  ұзақтығы  1,5  сағат  болғанда,  72%  шығыммен  изоникотин  қышқылының  гидразиді  түзілді    (3.1-кесте).   

       Изоникотин  қышқылының АВ-17-8(ОН)Т (жылуға төзімді)  аниониті қатысында  гидразинолизі  зерттелді.  Әрекеттесуші  заттардың  массалық  қатынасы  ИНҚ:ГГ:Кt:Н₂О=1:0,75:2:8,  температура  90°С,  реакция  ұзақтығы   1,5 сағат  болғанда, изоникотин  қышқылының  гидразиді  жоғары    шығыммен  түзілді  (76%) (3.1-кесте).

       Изоникотин қышқылының  гидразидін  әлсіз  негізді  АН-31  және  полиамфолит  АРА-20П  аниониттері  қатысында  синтездеу  процестері  зерттелді.  Гидразидтер  шығымы  сәйкесінше  67  және 63 %  (3.1-кесте).

 

 

 

 

3.1-кесте

  Изоникотин  қышқылының  әртүрлі   аниониттердегі  гидразинолизі

 

Анионит	ИҚГ шығымы, %
АВ-17-8 (ОН)     АВ-17-8 (ОН)Т          АН-31          АРА-20П	72    76    67    63

 

       Кестеде  келтірілген  нәтижелер  бойынша, барлық  қолданылған  аниониттер  едәуір  жоғары  активтілік  көрсетеді.  Бұл  иониттердің  ішінде  күшті  негізді  аниониттер  АВ-17-8(ОН),  АВ-17-8(ОН) Т   қатысында  түзілген  гидразидтің  шығымы  жоғары  (72-76 %)  болды. 

       Сонымен,  гидразинолиз  реакциясында  никотин  қышқылының  изоникотин  қышқылына  қарағанда  реакцияласу  қабілетінің  төмен  екендігі  анықталды (сәйкесінше гидразидтер шығымы 68 және 76 %).  Мұндай  жағдай  олардың  молекуласындағы  пиридин  сақинасындағы  электрон  тығыздығының  әртүрлі  таралуымен  түсіндіріледі.

       Синтездің  бастапқы  заты  ретінде  изоникотин  қышқылы,  ал  соңғы  өнімі ретінде  гидразид  алынғандықтан  олардың  таза  күйіндегі  және АВ-17-8 (ОН) аниониті  мен  әрекеттесуінің  ИҚ-спектрлері  келтірілді.

       ИҚГ-нің ИҚ-спектрінде 1300-1700см ^-1 сіңіру аумағында жиілігі 1330 см^-1 және 1675см^-1 интенсивті жолақтар байқалады, олар С-N және С=O топтарының валенттік тербелістеріне сәйкес келеді (3.3-сурет). Жиілігі 1420, 1500 және 1600см^-1 жолақтар пиридин сақинасының скелетті тербелістерін сипаттайды, ал жиілігі 1630 см^-1 жолағы NH₂-тобының тербелістерінен пайда болады.     

 

 

 

3.3 Никотин,  изоникотин  және  бензой  қышқылдарының        гидразинолиз  процесіндегі  реакцияласу  қабілетін  салыстыру

       Никотин  және изоникотин қышқылдарының гидразинолиз процесіндегі реакцияласу қабілетін бағалау үшін ароматты қышқыл – бензой қышқылының гидразинолизі зерттелді.

                                                                                                     _AB-17-8(OH)

           С₆Н₅COOH     +     N₂H₄ · H₂O                        С₆Н₅CONHNH₂

              Бензой                          Гидразингидрат                                           Бензгидразид

                   қышқылы                                                                                              

 

       Бензой қышқылының (БҚ) гидразинолизі әртүрлі аниониттер қатысында жүргізілді.   Ол үшін    АВ-17-8 (ОН), АВ-17-8 (ОН) Т, АН-31, АРА-20П ион алмастырғыш шайырлар катализатор ретінде қолданылды. Әрекеттесуші  заттардың массалық қатынасы  БҚ:ГГ:Kt:H_­2O=1:0,75:2:8 болатындай  етіп  алынды, реакцияның ұзақтығы 1,5 сағат, температура 90⁰С.

3.2-кесте

   Бензой  қышқылының  әртүрлі  аниониттердегі  гидразинолизі

 

Анионит	Бензгидразид шығымы, %
АВ-17-8 (ОН)          АВ-17-8 (ОН)Т          АН-31          АРА-20П	60                  62                  58                  50

 

       Алынған  нәтижелер  бойынша бензгидразид шығымы 50-62 % аралығында  өзгерді. Жақсы  нәтижелер АВ-17-8(ОН), АВ-17-8(ОН)Т аниониттері  жағдайында  алынды. Никотин, изоникотин және  бензой қышқылдарынан өздеріне сәйкес гидразидтерді алу кезінде бензой қышқылының пиридинкарбон қышқылдарына қарағанда  реакцияласу  қабілеті  төмен  екендігі  анықталды. Мұндай жағдай олардың молекуласындағы электрон тығыздығының әртүрлі  таралуымен  түсіндіріледі. Пиридин  ядросында  гетероатом  азот  электртерістілігі  жоғары  болғандықтан пиридин  ядросының  электрон  тығыздығын  өзіне  қарай  тартады,  осының  салдарынан  әсіресе  үшінші  орындағы  көміртегі  атомында  электрон  тығыздық  төмендейді, ал  бұл  жағдай  карбоксил  тобының  көміртегі  атомындағы  электрон  тығыздығының  азаюына  әкеледі.  Сондықтан  пиридинкарбон  қышқылдарының  реакцияласу  қабілеті  гидразинолиз  реакциясы  кезінде  бензой  қышқылына  қарағанда  жоғары  болады.     

 

3.4  АВ-17-8 (ОН)  анионитіндегі  гидратация  және  гидразинолиз  реакцияларының  механизмдері

       Әдебиеттік  мәліметтерді  [50]  ескере  отырып,  АВ-17-8(ОН)  ионалмастырғыш  шайыр  қатысында  нитрилдер  алдымен  гидратацияланады,  ал  екінші  сатыда  түзілген  амидтің  гидразинолизі  жүреді  деп  болжауға  болады. Нитрилдер  гидратациясы  үшін  екі  механизм  ұсынуға  болады:  қарама-қарсы  иондармен  (ОН^—)  катализ  және  иониттің  берік  төртіншілік  аммоний  иондарымен  катализ.

       Бірінші  механизм  бойынша  реакция  гомогенді  қышқылды-негізді  жолмен  өтеді:

                               (CH₃)₃N⁺OH^—  ↔  (CH₃)₃N⁺   +    OH^—

                                          |                             |

                                         ~                            ~

                                                        _HOH

R – C ≡ N  +  OH^—  →   R – C ≡ N  →  OH^—  +  R – C = NH  →  R – C – NH₂                     

                                              |                                    |                           ||

                                             OH                               OH                      O        

 

       Екінші  механизм,  яғни  гетерогендік  катализ  бойынша  процестің  жүруіне  полимерлі – байланысқан  аммоний  иондары  жауапты  болады: 

 

 

 

 

 

                                                                                                               _HOH

                   (CH₃)₃N⁺OH^—   +   R – C ≡ N  →   [(CH₃)₃N..^—N = C – R]  → 

                              |                                                         |            |

                             ~                                                        ~           OH

 

→  (CH₃)₃N⁺OH^—   +    R – C = NH  →  R – C – NH₂

                                          |                          |                          ||

       ~                        OH                      O

 

       Сонымен  қарама-қарсы  иондар  (ОН),  сол  сияқты  бекітілген  иондар  [(СН₃)₃N⁺]  каталиттік  молекуламен  әрекеттесіп,  каталиттік  орталық  ретінде  әрекет  көрсете  алады. 

       Амидтердің  анионит  бетінде  адсорбциялануы  амидтерді  қышқылдарға  және ары  қарай  қышқылдардың  карбоксилат-анионына  дейін  гидролизденуі  арқылы  жүреді.

 

 

       Пиридинкарбон  қышқылдары  гидразинолизінің  механизмі  қазіргі  уақытқа  дейін  зерттелмеген.  Біздің  жорамалдауымыз  бойынша                   АВ-17-8(ОН)  анионитінің  бетінде  адсорбцияланған  пиридинкарбон  қышқылы ары қарай  гидразингидратпен  әрекеттесіп,  анионит  бетінде  гидразид  түзіледі  және  ол  біртіндеп  ерітіндіге  десорбцияланады  деп  болжауға  болады.  Анионит  бетінде  гидразидтің  түзілуі  ИҚ-спектріне  қарай  анықталды (3.4-сурет).

 

 

       Гидратация  және  гидразинолиз  реакцияларында аниониттің  дезактивтелуі  түзілген  өнімдердің  анионит  бетінде  адсорбциялануына  байланысты  екендігі  көрсетілген [51]. Одан  басқа,  изоникотин  қышқылының  гидразиді  АВ-17-8  анионитінің  ОН-формасымен  әрекеттесуі  нәтижесінде  бекітілген  аммоний  иондарының  субстрат  молекулаларымен  карбонилді  топ  арқылы  адсорбциялық  комплекстер  түзетіндігі  анықталған.  Бірақ  олардың  құрылысы  зерттелмеген.  Бұл  әрекеттесудің  механизмін  зерттеу   мақсатында никотин,  изоникотин  қышқылдары  және  олардың  гидразидтерінің  анионит  бетінде  адсорбциялануы  қарастырылған.

       Алынған  нәтижелер  көрсетілген  барлық  қосылыстардың  анионитпен  әрекеттесу  өнімдерінің  ИҚ-спектрлері  бірдейлігімен  қызықты.  Бастапқы  заттардың  спектрлері  қатты  ерекшеленеді.  Ең  интенсивті  сіңіру  жолақтарын  көрсетейік:

 

           ИҚГ        НҚ        ИҚ                          Топтар   жиілігі

          1675       1725      1725                              ν (С =О)

          1330       1300      1340        ν(С−N)гидразидтің, ν(С−О) қышқылдың

                            2300-2700                        ν(О −Н) қышқылдың

 

       Қышқылдардың  анионитпен  әрекеттесу  өнімдерінің  спектрлерінде  бұл  жолақтар  болмайды.  Олардың  орнына  жиілігі  1370  және  1620 см^-1  интенсивті  жолақтар  пайда  болады,  сонымен  қатар  ИНҚ  және  оның  туындылары  жағдайында  жолақтар  1555-1560 см^-1  аймағында,  НҚ  және  оның  туындылары  жағдайында  жолақтар  1575 см^-1  аймағында  пайда  болады. 1370  және  1620 см^-1  аралығындағы  жұп  жолақтарды  карбоксилат  тобының -СОО- симметриялық  және  симметриялық  емес  валенттік  тербелістеріне  жатқызуға  болады [52-53].  Қабысқан  бензол (пиридин)  сақинасының   ИҚ-спектрлерінде  жолақтар  1560-1580 см^-1  аймағында  пайда  болады,  қабысу  дәрежесінің  жоғарылауымен  оның  интенсивтілігі  артады.  Бұл  изоникотин  қышқылы  гидразидінің  спектрінде  де  байқалған.

       Алынған  нәтижелер  барлық  көрсетілген  қосылыстар  адсорбцияланғанда  пиридин  сақинасымен  қабысқан  карбоксилат  тобынан  тұратын  бірдей  структураға  ие  болатындығын  көрсетеді.

       НҚ,  ИНҚ  гидразидтері  адсорбция  кезінде  гидролизденіп  сәйкес  карбон  қышқылдарына,  соңынан  карбоксилат  анионына  айналады  және  шайырдың  бекітілген  топтарын  тежейді.  Гидразидтердің  (R=NH₂)  адсорбциясы  келесі  түрде  жүзеге  асады:

 

       Сонымен,  гидразидтер  аниониттің  гидроксил-гидратты  қабатымен  әрекеттесе  отырып,  ОН-тобын  қосып  алады  және  аммиак  (гидразид),  су,  пиридинкарбоксил  анионына  айналады,  ол  шайырдың  бекітілген  катионының  қарама-қарсы  ионы  болады,  бұл  нитрилдердің  гидратациясы  және  гидразинолизінен  кейін  аниониттің  дезактивтелуіне  себеп  болады,  соңғы  өнімдер  гидразидтер  болып  табылады.    

 

 

 

 

 

3.3 — сурет.  Никотин  қышқылының (1),  изоникотин  қышқылының  (2),     изоникотин  қышқылы  гидразидінің  (3)  ИҚ — спектрлері

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.4-сурет.  Никотин  қышқылының  (1),  изоникотин  қышқылының  (2),  изоникотин  қышқылы  гидразидінің  (3)  АВ-17-8 (ОН)  анионитімен  әрекеттесу  өнімдерінің  ИҚ-спектрлері

 

 

 

 

 

4 ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ. ҚАУІПСІЗДІК  ТЕХНИКАСЫ

4.1 Химия  лабораториясында  техника  қауіпсіздік 

шараларын  сақтау

Химия  лаборатотиясындағы  тазалық-гигиеналық  және  еңбекті  қорғаудың  қауіпсіздік  техникасының  ережесін  сақтап  отыруға  химия  кабинетінің  зертханашысы  тікелей  жауап  береді.  Қауіпсіздік  техникасын  сақтамайтын  жағдайда  әртүрлі  зардап  шегіп,  бақытсыздыққа  тап  болатын  кездер  аз  болмайды.

Әрбір  заттардың  пайдалану  ерекшеліктері  мен  жұмыс  істеудің  қауіпсіздік  техникасының  ережелері  химия  лабораториясында  ілулі  тұруы  керек.  Міндетті  ережелерге  мыналар  жатады:  1. Химия  кабинетінде  жұмыс  жасағанда  әр  кез  сақ  болу,  жұмыс  орындарын  әрдайым  таза ұстау,  қауіпсіздік  ережелерін  барлық  уақытта  сақтау  керек.  2.  Жұмыс  жасаудан  бұрын  ол  заттың  ерекшеліктерін  еске  түсіру  керек.  3.  Тапсырмада  көрсетілмеген  немесе  оқытушы  ескертпеген  жұмысты  орындауға  рұқсат  етілмейді.  4.  Жұмыс  кезінде  басқа  студенттерге  кедергі  келтіруге  болмайды.  5. Реактивтерді  алмастырып  бір – біріне  құймау  керек.                  6. Тәжірибені  жасағанда  қателеспеу  үшін  ыдыстың  сыртындағы  этикеткасынан  реактив  формуласының  дұрыстығын,  массалық  үлесін  біліп  алу  керек.  7. Химиялық  реактивтерді  қолмен  ұстауға  болмайды.  8. Құрғақ  немесе  сұйық  реактивтерді  тек  үстел  үстінде  салу  немесе  құю  қажет.  9. Шашылған  немесе  төгілген  реактивтерді  қайтадан  өз  ыдыстарына  салуға  немесе  құюға  болмайды.  10. Химиялық  реактивтердің  дәмін  татып  көруге  болмайды.    11.  Газдарды  немесе  заттарды  мұрынға  сәл  жақындатып,  қолмен  желпіп  иіскеу  керек. 12.  Зиянды  бу,  газ  бөлетін  тәжірибелерді  тек  тартпа  шкафта  жасау  керек.  13.  Сұйықтықтарды  әртүрлі  ыдыстарда  қыздырғанда,  ыдыстың  аузын  кісі  жоқ  жаққа  қарату  керек.                         14.  Сұйықтықтарды  қыздырғанда  бақылаусыз  қалдыруға  болмайды.             15.  Концентрациялы  қышқылдарды  сұйылтқанда  суды  қышқылға  емес,  керісінше  қышқылды  суға  құю  керек.  16.  Күйдіргіш  заттармен  жұмыс  жасағанда  міндетті  түрде  қорғағыш  көзілдірік  пен  қолғапты  пайдалану  керек.  17.  Кездейсоқ  төгілген  қышқыл,  сілті  ерітінділерін  оқытушыға  немесе  зертханашыға  көрсетіп,  залалсыздандыру  керек.  Тәжірибе  кезіндегі  қалдық  ерітінділерді  су  құбырына  төкпей,  арнаулы  ыдысқа  құю  керек.  18.Органикалық  заттардың  ерітінділерімен  жұмысты  тартпа  шкафтың  астында  жасау  керек.  19.  Тартпа  шкафты  пайдаланудың  ережелерін  мұқият  сақтау  керек.  20. Зертханадағы  химиялық  ыдыстармен  су  ішуге,  тамақтануға болмайды.

Қоршаған  ортаны  ластайтын  зиянды  заттардың  шекті  рауалы  концентрациясын  (ШРК)  1300 ден  астам  әртүрлі  зиянды  заттар  үшін    МЕСТ 12.1.005  регламенттейді [54].  

 

4.2 Электр  тогымен  зақымданудан  қорғау  шаралары

Лабораторияда орналасқан қондырғылардың көпшілігі электр қуаты арқылы іске қосылады. Механикалық  араластырғыш,  термостат,  ток  түзеткіш,  электр  плиткасы,   фотоколориметр,  электрондық  таразы  және  тағы  басқа  қондырғылар  түгелдей  стандартқа  сәйкес. 

Сонымен қатар, лабораторияда ауа ауыстырғыш қондырғысы орнатылады. Лаборотория өндірістік орта талаптарымен қамтамасыздандырылған. Лаборотория және лабороторияда жүргізілетін іс-әрекеттер жүйелері эксперттеу комиссиясының анықтауымен қорытындыланған.

Техника қауіпсіздігі ережесін сақтау нұсқауымен танысуда алғашқы талаптарының бірі болып лабораторияда жұмыс атқаратын тұлға арнаулы киімде болу қажет. Сонымен қатар тұлғаның өзі жинақты болуы қажет.  

Электр қондырғылармен жұмыс атқарғанда ылғал киіммен немесе қолғаппен жұмысты жүргізуге тыйым салынады. Жалпы электр шаруашылығына рұқсат етілмейтін талаптарға аса көңіл аударуымыз қажет.

       Механикалық араластырғышты және басқа да қондырғыларды іске қосар алдында қондырғылардан қажетті арақашықтықты сақтай отырып басқа тұлғаларды қосу жөнінде ескертеді. Қондырғылардың жұмыс атқару процесі жүру кезінде оларды қараусыз қалдырмайды. Қондырғыларды өшіргенде (спускатель арқылы) олардың айналу қозғалыстары толық тоқтағанға дейін жақындауға болмайды.

Лабораторияда жүргізілетін жұмыстардың, яғни электр тоқтарының қосылуы мен сөндірілуіне бір ғана тұлғаның жауапты болғаны тиімді. Жұмыс процесінің жүру кезеңінде ауа алмастырғыш қондырғыларының ауа тазарту деңгейі бақылауда болуы тиіс.

Лабороториялық жұмыс уақытысы аяқталғаннан соң лаборотория жабылар алдында электр қондырғылардың сөндірілгендігіне көз жеткізуіміз керек.

Электр  қауіпсіздігі  электр  қондырғыларының  құрылмасымен,  техникалық  тәсілдермен  және  қорғау  құралдарымен,  ұйымдастырушылық  және  техникалық  шаралармен  қамтамасыз  етіледі.

Электр  қондырғыларының  құрылмасы  оларды  пайдалану  жағдайына  сәйкес  болуы  және  қызмет  істеушілерді  ток  жүргізетін  және  қозғалатын  бөліктермен  жанасудан  қорғауды  қамтамасыз  етуі  тиісті,  ал  жабдықты  бөтен  қатты  заттың  және  судың  түсуінен  қорғау  қажет. Электр  қауіпсіздігін  қамтамасыз  ету  үшін  мынадай  техникалық  тәсілдерді  және  қорғау  құралдарын  қолданады.  Олар  төмендегідей:

Қорғаныстық  жерлендіру.  Бұл  жермен  немесе  ток  өткізбейтін  металл  бөліктерімен  ниетті  электрлік  қосылу.  Олар  электр  қондырғысы  оқшауламасының  бүлінуі  нәтижесінде  кернеулі  болуы  мүмкін.

Нольдік  қорғаныстық  сымға  кернеулі  болып  қалатын  металл  ток  өткізбейтін  бөліктерді  ниетті  электрлік  қосу  нольдеу  деп  аталады.  Нольдеудің  мақсаты  тұйықталу  салдарынан  кернеулі  болып  қалған  корпусқа  және  электр  қондырғының  басқа  ток  өткіөбейтін  бөліктеріне  жанасқан  кезде  токпен  зақымдану  қауіптілігін  жоюдан  тұрады. 

Қорғаныстық  ажырату.  Бұл  электр  қондырғысында  токпен  зақымдану  қауіптілігі  пайда  болғанда  оны  автоматты  түрде  ажыратуды  қамтамасыз  ететін  тез  қосылатын  қорғаныс.  Қорғаныстың  осы  түрін  қолданғанда  қауіпсіздік  апатты  учаскені  немесе  жерге  бір  фазалық  тұйықталу,  сонымен  қатар  кернеулі  тұрған  бөліктерге  адамның  жанасуы  кезінде  барлық  торапты  тез  қосылулық  ажыратумен  қамтамасыз  етіледі.

Потенциалды  деңгейлестіру  жанасудың  кернеуін  және  электр  тізбегінің  нүктелері  арасындағы  қадамды  азайту  әдісі  болады,  оларға  бір  мезгілде  жанасуға  немесе  оларда  бір  мезгілде  адамның  тұруына  мүмкіндік  болады.

Аз  кернеу.  Бұл  42 В артық  емес  номинальды  кернеу.  Ол  электр  аспаптарын,  тұрақты  жарық  шамдарды,  жоғары  қауіпті,  ереше  қауіпті  жайлардағы  және  сыртқы  қондырғылардағы  алып  жүретін  шамдарды  қоректендіру  үшін  пайдаланылады.

Электр  қондырғыларын  электрмен  жабдықтаудың  пайдалану  қауіпсіздігі  мен  сенімділігін қамтамасыз  етудің  негізгі  шарты  оқшауламаның  түзулігі  болады.  Электр  қондырғысының  ток  өтетін  бөліктерін  оқшаулау  үшін  жұмыс  және  қосымша  оқшауламаны  қолданады.

       Қорғау  құралдары  ретінде  қолданылатын  барлық  аспаптар,  аппараттар  және  құрылғылар  зауытта  дайындалуы  қажет.  Олар  күші  бар  нормативтік-техникалық  құжаттарға, соның  ішінде  МЕСТ 12.019-79 «ССБТ. Электробезопастность. Общие  требования  и  номенклатура  видов  защиты»  және  МЕСТ 12.1.018-92 «ССБТ. Пожаровзрывоопасность  статического  электричества.  Общие  требования»  сәйкес  жасалуы  және  сыналуы  тиіс [55].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ҚОРЫТЫНДЫ

1. Алғашқы рет  никотин  қышқылынан  оның  гидразидін  күшті  негізді  АВ-17-8(ОН)  аниониті  қатысында  синтездеу  және  реакцияға  әртүрлі  факторлардың  (катализатор  және  гидразингидрат  мөлшері,  уақыт,  температура)  әсері  зерттелді. Процестің  өту  жағдайлары  НҚ:ГГ:Кt:Н₂О  массалық  қатынасы  1:0,75:2:8  тең,  реакция  ұзақтығы  1,5 сағат,  температура  90⁰С,  алынған  никотин  қышқылы  гидразидінің  шығымы  68 %.

                                                                 _AB-17-8(OH)

      3-PyCOOH     +     N₂H₄ · H₂O                             3-PyCONHNH₂

          Никотин                       Гидразингидрат                                     Никотин қышқылының

              қышқылы                                                                                                гидразиді

 

2. Изоникотин қышқылының  АВ-17-8(ОН),  АВ-17-8(ОН)Т,  АН-31,     АРА-20П  аниониттері  қатысында  гидразинолизі  зерттелді.  Процестің  өту  жағдайлары  ИНҚ:ГГ:Кt:Н₂О  массалық  қатынасы  1:0,75:2:8 тең, реакция  ұзақтығы  1,5  сағат,  температура  90°С,  алынған  ИҚГ  шығымы  76%. 

                                                                                                     _{AB-17-8(OH)Т}

           4-PyCOOH     +     N₂H₄ · H₂O                        4-PyCONHNH₂

            Изоникотин                     Гидразингидрат                               Изоникотин қышқылының

                   қышқылы                                                                                              гидразиді

 

3. Никотин және  изоникотин  қышқылдарының  гидразинолиз  процесіндегі  реакцияласу  қабілетін  бағалау  үшін  ароматты                             қышқыл – бензой  қышқылының  гидразинолизі  зерттелді. Ол үшін                                                                                                                                                                                                                                        АВ-17-8(ОН), АВ-17-8(ОН)Т, АН-31, АРА-20П ион алмастырғыш шайырлар катализатор ретінде қолданылды. Әрекеттесуші  заттардың  массалық қатынасы  С₆Н₅СООН:ГГ:Kt:H_­2O=1:0,75:2:8 болатындай  етіп  алынды, реакцияның ұзақтығы 1,5 сағат, температура 90⁰С, алынған  бензгидразид  шығымы  62 %. Никотин,  изоникотин  және  бензой  қышқылдарынан  өздеріне  сәйкес  гидразидтерді  алу  кезінде  бензой  қышқылының  пиридинкарбон  қышқылдарына  қарағанда  реакцияласу  қабілеті  төмен  екендігі  анықталды.  Мұндай  жағдай  олардың  молекуласындағы  электрон  тығыздығының  әр  түрлі  таралуымен  түсіндіріледі. 
4. ИҚ-спектроскопиялық әдіспен  АВ-17-8(ОН)  аниониті  қатысындағы  гидразинолиз  реакциясының  механизмі  зерттеліп,  болжамдар  жасалынды.
5. Гидратация және  гидразинолиз  реакциясының  бастапқы  және  соңғы  өнімдерінің  шынайылығын  анықтау  үшін  ИҚ-спектроскопиялық  әдіс  қолданылды.  Бастапқы  және  соңғы  өнімдердің  ИҚ-спектрлері  стандартты  заттардікіне  сәйкес  келетіндігі  анықталды. 
6. Қарастырылып отырған  зерттеулердің  маңыздылығы  пиридинкарбон қышқылдарынан  практикалық маңызды  гидразидтер  алу,  алынған  нәтижелерді  туберкулезге  қарсы  қолданылатын  препарат – изоникотин  қышқылы  гидразидінің  (изониазид)  өндірісте  алыну  жолдарын  жақсарту  болып  табылады. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                             ҚОЛДАНЫЛҒАН  ӘДЕБИЕТТЕР  ТІЗІМІ

1. Весkе Ғ, Fleig H, Popler P, “J.Zilbids Ann Chem, 1971”, 749, 198
2. Авт Свид.СССР №277789. 1969. Бюлл. Изобретений. 749. 198.
3. Vasiliеv J., Cocu P., Rew Chеm 19, 243,
4. Jansen Н., Ann., 250, 136, 1989.
5. Widegvist S., Arhiv Remі 10, 205,1965.
6. Линецкий В.А. Серебряков В.Р. Хим. Пром. 1965. 198
7. Remuck A.E., Elektronic Interpretionc of chem. New York, 1969, P 422
8. Англ. Пат. № 1459685; 1978.
9. Watanabe K, Sakai K,  “Bull.    Soc. Japon” 1966, 39, 8    
10. Зильберман Е.Н., Воронцева Н.Б., Френкеев Р.Ш., Султанова И.Б. ЖОХ. 1972. 8, 426
11. Пат. США. № 3673250. 1972. С.А. 1972. 77. 100855
12. Англ. Пат. № 2006169, 1979, С.А. 1980
13. Сокольский Д.В. и др. “Изв. АН. Каз. СССР”, сер. хим., І 1965
14. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия: Учеб. Для фармац. ин-тов.- М.: Высш.шк.1970 444-456
15. Smith F., Bates  A.C.,  Smearing  T.S.,  Alberecht  F.X. Reactions  of 

     Hydrazines  with  Esters  and Carboxylic Acides  S.оrg. Chem., 1968,851-856

16. Siser Кumar, Rоy Subhos, Roy Р.К., J.Jnolion Chem. Soc. 1980, 57 №2, 195-198 (англ). РЖ.Хим, 1980, 2451137
17. Шу Кай-Кун. Получение  гидразида  изоникотиновой  кислоты  прямой конденсацией  изоникотиновой  кислоты  с  гидразингидратом. Мед. промышленность 1967, 19-23
18. Ящунский В.Г., Павлов Л.Н.,  Ермолаева В.Г., Щукина М.Н. О побочном продукте  конденсации  изоникотиновой  кислоты  с  гидразингидратом. Мед. промышленность СССР, 1967  38-40
19. Ящунский В.Г., Павлов Л.Н.,  Ермолаева В.Г., Щукина М.Н. 2,5-ди                (4-пиридин)-1-аминотриазол-(1,3,4) и  его  превращения. 1967, 658
20. А.С. 686309 (СССР). 4-Бромфенилгидразиды алифатических карбоновых кислот, обладающие фунгицидной активностью (Сысаева Л.П., Молодых Ж.В., Бузыкин Б.И. и др.). Опубл. в Б.И., 1981, №35
21. Патент СССР. №873871. Способ получения производственных фенилукусной кислоты. (Колл И.Ф. Руфер К.Шеринг А.Г.). Опубл. 14.07.78. в Б.И., 1981, №38.
22. Яхонтов Л.Н. Успехи химии гетероциклов в химикофармацевтической промышленности СССР. // Хим.гетероцикл. соединений. 1977, №11, с.1443-1446.
23. Paulsen H., Stoуl D. Fragmentierung von α-mesyloxy- Carbоnsаurеhydrasiden // Che Ber., 1966, Bd 99 — P:908-912
24. Sencks W.P., Gilchrist M.S. The Reaction of Hydroxylamine with Amides.//S.Amer. Chem. SO., 1965, V84,- P.5616-5620
25. Патент США 3718628, опубл.27.02.73., РЖХ 1974, 2С 729П
26. Патент ГДР. №63493. Verfahren zur, Hurstellung von Isonikotinsaurehydrazid // Seetluth H., Moll K.K. Balts H., Brusechaber. / РЖХ,1970, 2H 284.
27. Salerni O. L., Smart B.E., Post A., Cheng C.C., Synthesis of-Aminolaevulinic Acid Anasogues as Potential Antimalarial Agents. J.Chem.Soc.(c)., 1968, 12, p.1399-1401.
28. А.С. № 187539 ЧССР. Способ получения гидразида 4-(7-оксикумаринил) уксусной кислоты. // Kreycovess, Drobic J. Kalol, опубл. 15.04.81.м / РЖХ. 1982, 164, 162 П.
29. Kinhicаt G.M., Rao B.G., N.Ғette., Seifen. Получение ненасыщенных гидразидов гидразинолизом 1970, 72,№3, с.165-167.
30. Карпман Я.С., Яхонтов  Я.Н. Этерификация  изоникотиновой  кислоты  с  катионитом  в  синтезе  гидразида  изоникотиновой  кислоты. Хим.  фарм. журн., 1980, 93-96
31. Патент ВНР №174115. Способ получения гидразида салициловой кислоты. // Toht.G., Kollay V., Tomos E.G., опубл. 15.04.80, /РЖХ 1981, 18061.
32. Smith A.S. Org  Reactions,  1966  366-371
33. Dorn H., Zubek A., Walter K. Chem.,1967,100-106
34. Mekillip W.S., Slagel R.C. Syntesis of aminides from carboxylic acid ecters.//Canad.S.Chem.,1967, V 45, -Р. 2619-2623
35. Jencks P., Carruiolo  J.  Reactivity  of  nucleophilic  reagents  toward  ecters. Chem. Soc.,  1965, V 82,  1778-1786
36. Bouchet P. Elguero J. Jaсguier R. Synthese Struktur d’aryl -1pyrazolidones-3et-5 Bull.Soc.Chem.Franсe, 1967, 3502-3516
37. Bruice C., Willes  R.G. The  reaction  of  aliphatic  diamines. 1965,               531-536
38. Gurtius T., Hess A. Cyanbensoesoure and J.prakt. Chem., 1965 43-52
39. Япон. Пат. № 47103976. РЖ Хим Zn 194 n.
40. Дубенко Р.Г., Пелькис П.С. Исследования в ряду арилгидразинов замещенных глиоксиловой кислоты (IV). / Журн. орг. хим., 1975, т.1, №7, с1255-1260.
41. Патент Англии   Izoniazid. Chem.  1968,  6729
42. Dutta S.P., Ahаryyga A.K. Utility of Cyanopyridine the Formation of Іsonicotinic Acid Hydrazidе. Indiаn S.оf Applied.Chem., 1966,V 29,№4, 99-100.
43. Moll K.K., Seetluth H., Brusechaber L.,Schrattenhols, G.Einstufige Vberfuhryng von Isonikotinsaurenitril in Isonicotinsfurehydrazid. 1968, 36-37.
44. Сычева Т.Б., Павлова Т.Н., Щукина М.Н., Синтез изониазида из 4-цианпиридина. Хим. фарм.журн., 1972, №11,-с-6-8.
45. А.C.№908018 СССР. Способ получения изониазида // Кагарлицкий А.Д., Суворов Б.В., Джумакаев К.Х., Лихачева Н.А., Опубл. в Б.И. 1981, №17.
46. Архипова И.А.  Исследование  гидролиза  нитрилов  карбоновых  кислот      и  термической  устойчивости  образующихся  продуктов. Автореф.   дис.канд. хим. наук. Алма-Ата:ИХН  АН  РК,1964-16
47. Кагарлицкий А.Д., Джумакаев К.Х.,  Лихачева Н.А.  Тез.  Докл. ІІІ  Всесоюзн.  Симпозиума  «Гетерогенный  катализ  в  химии  гетероциклических  соединений». Рига: 1981, 164-165
48. ГОСТ 10896-78. Иониты. Подготовка к  испытанию.
49. Беллами Л. Инфракрасные спектры молекул. М.: Изд. иностр. лит., 1967,111
50. Джумакаев К.Х., Джумадуллаева С.А. и др. Концертный механизм гидратации нитрилов  на  ионитах, // Докл. АН СССР., 1991, т. 317, № 6, с.1405-1408.
51. Джумакаев К.Х., Аяпбергенов  К.А.,  Май  И.И.,  Джумадуллаева  С.А., //  Кинетика  и  катализ. 1989,  т.30, 495
52. Литтл Л. Инфракрасные  спектры  адсорбированных  молекул. М.:  Мир, 1969. 514
53. Химия цеолитов и  катализ  на  цеолитах.// Под ред.  Дж. Рабо. М.: Мир,  1980, т.1. 506.
54. Хван Т. А., Хван  П. А.  Основы  безопасности  жизнедеятельности.  Ростов н/Д:  «Феникс»,  -384 с.
55. Басаков М. И. Охрана труда  (безопасность  жизнедеятельности  в  условиях  производства).  Ростов н/Д:  Издательский  центр  «МарТ»,  -400 с.