Том 25, № 2 (2025)
Химия
Карбонильное олефинирование N-замещенных тетрагидрохинолин-6-карбальдегидов
Аннотация
Тетрагидрохинолины являются важными структурными фрагментами многих биологически активных соединений, проявляющих противогрибковые, противоопухолевые, противовирусные и нейротропные свойства. Представлены способы синтеза N-замещенных тетрагидрохинолин-6 -карбальдегидов и изучены возможности их олефинирования по методам Виттига и Хорнера – Уодсворта – Эммонса. В результате взаимодействия N-алкил- и N-ацилгидрохинолинов с комплексом Вильсмайера – Хаака были получены N-замещенные тетрагидрохинолин-6-карбальдегиды с выходами 77–85%. Олефинирование полученных карбальдегидов по реакции Виттига с использованием трифенилалкилфосфониевых солей позволило получить ряд N-замещенных производных, включая: (E)-3-(2,2,4-триметил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-ил)акрилонитрилы, (E)-1-фенил-3-(2,2,4-триметил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-ил)проп-2-ен-1-оны, этил (E)-3- (N-бензоил-7-метокси-2,2,4-триметил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-ил)акрилат. Установлено, что при распространении данного взаимодействия на N-бензил-2,2,4- триметил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-карбальдегид и N-бензил-2,2,4-триметил-4-(4- хлорфенил)-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-карбальдегид образуются трудноразделимые смеси, что объясняется наличием в этих соединениях метиленактивной бензильной группы, которая в присутствии метилата натрия может вступать в конденсацию с альдегидным фрагментом. Применение реакции Хорнера – Уодсворта – Эммонса для олефинирования N-метил- и N-бензил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-карбальдегидов с использованием диметил(цианометил)фосфоната позволило синтезировать (E)-3-(Nметил-2,2,4-триметил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-ил)акрилонитрил, (E)-3-(N-бензил2,2,4-триметил-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-ил)акрилонитрил и (E)-3-(-N-бензил-2,2,4- триметил-4-(4-хлорфенил)-1,2,3,4-тетрагидрохинолин-6-ил)акрилонитрил с выходами 83–89%. Анализ спектров ¹H ЯМР показал, что все синтезированные продукты олефинирования имеют форму E-изомеров. Полученные результаты демонстрируют перспективность использования разработанных способов для синтеза новых производных тетрагидрохинолина.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025;25(2):128-136
128-136
Новый вариант реакции Фридлендера в синтезе 7,8-дигидро-6H-фуро[2,3-b]хинолин-5-онов
Аннотация
Гидрированные производные акридина проявляют различные виды биологической активности – известны их антибактериальные, противоопухолевые, противовирусные, психоактивные свойства. На примере гетероаналогов такрина – известного ингибитора холинэстераз, показано, что замена в полициклических системах бензольного кольца на пятичленный гетероцикл приводит к уменьшению токсичности препарата, однако не изменяет базовую физиологическую активность. Таким образом, синтез гетероаналогов известных бензаннелированных систем является актуальной задачей. Данная работа посвящена разработке эффективных подходов к синтезу некоторых новых фуротетрагидрохинолинов на базе конденсации 2-амино-3-цианофуранов с карбонильными соединениями. Предложена перспективная модификация реакции Фридлендера, предполагающая использование в качестве субстрата препаративно доступных циклогексан-1,3-дионов. Разработан двухступенчатый однореакторный способ синтеза фурохинолин-5-онов, подходящий для прекурсоров, чувствительных к кислотам. Выявлено, что взаимодействие 2-амино-3-циано-5-арилфурана с 5-арил- и 5-гетарилциклогексан-1,3-дионами при катализе четырёххлористым оловом приводит к образованию 2-арил-4-амино-7,8-дигидро6H-фуро[2,3-b]хинолин-5-онов. Продукты образуются со средними выходами (50–60%). Установлено, что в условиях съёмки спектров ЯМР (ДМСО-d6, 300К) соединения существуют в таутомерной форме 4-имино-2,7-диарил-6,7,8,9-тетрагидрофуро[2,3-b]хинолин-5-она. Показано, что при нагревании в толуоле 2-амино-3-циано-5-арилфуранов с замещёнными циклогексан-1,3-дионами с азеотропной отгонкой воды в присутствии толуолсульфокислоты образуются соответствующие основания Шиффа, циклизующиеся только при нагревании с четырёххлористым оловом. Установлено, что при взаимодействии 2-амино-3-циано-5-арилфурана с камфорой как при катализе толуолсульфокислотой, так и в присутствии хлорного олова, конденсации интермедиата в ожидаемый 8,10,10-триметил-2- арил-5,6,7,8-тетрагидро-5,8-метанофуро[2,3-b]хинолин-4-амин не происходит. Состав и строение синтезированных соединений были подтверждены с применением методов ИК- и ЯМР1 H спектроскопии.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025;25(2):137-142
137-142
Экспресс-определение цефтриаксона с помощью иммобилизованного сульфата меди (II)
Аннотация
Получены индикаторные бумаги на основе иммобилизованного сульфата меди (II) для определения β - лактамного антибиотика цефтриаксона. Оценено взаимодействие иммобилизованного сульфата меди (II) с цефтриаксоном с помощью метода спектроскопии диффузного отражения. Разработаны методики для визуально-колориметрического, а также цветометрического определения антибиотика с применением камеры смартфона, программы Adobe Photoshop CS5® и регрессионной модели, построенной с применением языка программирования Python. Получены цветовые тест-шкалы для экспресс-оценки содержания цефтриаксона. Установлены метрологические характеристики визуально-колориметрического определения антибиотика: диапазон определяемых содержаний – 0,50–64 мг/мл, интервал ненадежности – 0,07–0,40 мг/мл, предел обнаружения – 0,40 мг/мл. Для цветометрической оценки концентрации цефтриаксона построены линейные зависимости интенсивностей цветовых параметров RGBHSVCMYK от десятичного логарифма концентрации антибиотика. Получены профили лепестковых диаграмм в координатах цветовых параметров RGBHSV и установлены зависимости параметров площадей и периметров от десятичного логарифма концентрации антибиотика. Диапазон определяемых содержаний при цветометрическом определении составил 0,10–64 мг/мл. Отмечено снижение значения предела обнаружения при цветометрическом определении цефтриаксона (ПрО = 0,05). Проведена оценка правильности экспресс-определения цефтриаксона способом «введено–найдено», Sr не превышает 0,08.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025;25(2):143-150
143-150
Исследование влияния условий электроформования на характеристики нетканого материала на основе фторопласта Ф42Л
Аннотация
Нетканые материалы, полученные методом электроформования, успешно применяются в самых различныхсферах благодаря уникальномусочетанию своихсвойств. Важно исследовать влияние параметров технологического процесса получения этих материалов на их результирующие свойства. В данной работе исследованы нетканые материалы на основе фторопласта Ф42Л, полученные при варьировании параметров процесса на установке с горизонтальным напылением и вертикально расположенным неподвижным коллектором. Изучено влияние таких параметров, как межэлектродное расстояние (при постоянном значении напряженности электрического поля) и вязкость формовочного раствора, на характеристики сформованных материалов, включая размер самого материала, диаметр его волокон, а также смачиваемость его поверхности. В ходе исследования определено, что оптимальное межэлектродное расстояние должно составлять от 15 до 25 см. При этом изменение вязкости раствора во время процесса формования не должно превышать 5–7%. Кроме того, выявлены изменения структуры макромолекул формуемого полимера, зависящие от скорости испарения растворителя в процессе вытягивания волокна. Результаты, полученные в данной работе, могут быть полезны для оптимизации технологических процессов промышленного получения нетканых полотен из фторопласта Ф42Л с заданными свойствами.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025;25(2):151-162
151-162
Влияние давления на состав продуктов каталитического превращения н-гексана
Аннотация
В настоящее время наиболее распространённым промышленным способом получения высококачественного бензина, характеризующегося высокими значениями октанового числа, с умеренным содержанием ароматических углеводородов и, в частности, бензола, является каталитический риформинг. В текущей тенденции развития нефтеперерабатывающей промышленности перспективным методом для облагораживания прямогонных моторных топлив является цеоформинг, где за счет сочетания наиболее оптимальных параметров осуществляется получение высокооктановых бензинов с наилучшими эксплуатационными и экологическими характеристиками. Изучено влияние давления при превращении н-гексана на каталитической системе в диапазоне от 3 до 7 атм на выход и состав продуктов. Процесс проводился при температуре 450°C в инертной среде. В качестве носителя использован высокомолекулярный цеолит ЦВМ (ZSM-5). Гексан нормального строения использован в качестве сырья для изучения активности новой каталитической системы. Данное сырьё было выбрано в связи с тем, что он обладает способностью к реакции ароматизации, а также присутствует в сырье для получения моторных топлив – цеоформинг. Полученный газ содержит в своём составе углеводороды С1 -С5 . В данной работе определено, что увеличение давления на используемом катализаторе приводит к повышению октанового числа с 95.4 до 100.3 по исследовательскому методу и с 87.1 до 94.5 по моторному методу, за счёт увеличения в составе полученного катализа ароматических углеводородов и парафинов изомеризованного строения. Наибольшее значение октанового числа жидкого продукта достигается при давлении 7 атм.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025;25(2):163-170
163-170
Политермическое исследование фазового поведения и экстрактивной кристаллизации соли в тройной системе сульфат аммония – вода – полиэтиленгликоль-1500
Аннотация
Фазовые равновесия и растворимость изучены визуально-политермическим методом в смесях компонентов по девяти сечениям треугольника состава в интервале 10–70° С в тройной системе сульфат аммония – вода – полиэтиленгликоль-1500 (ПЭГ1500). Методом отношения объемов жидких фаз найдена зависимость составов растворов, соответствующих критическим точкам растворимости области расслоения, от температуры. Изотермические фазовые диаграммы изученной тройной системы построены при 10.0, 20.0, 40.0, 50.0 и 70.0о С, определена растворимость компонентов. Установлено, что в интервале 10.0–40.0º С на изотермических диаграммах существует треугольник эвтонического состояния. При всех температурах интервала исследования на изотермах реализуется монотектический треугольник с примыкающими полями насыщенных растворов и расслоения. Рассчитаны коэффициенты распределения ПЭГ-1500 между равновесными жидкими фазами монотектического состояния. Установлено, что сульфат аммония эффективно высаливает ПЭГ-1500 в интервале 10.0–70.0°С, при этом содержание органического компонента в водной фазе минимально (0.1–0.2 мас.%). Смеси компонентов изученной системы могут быть рекомендованы для экстракции гидрофильных молекул без введения другихсоединений. Установлено, что ПЭГ-1500 проявляет высокую эффективность как антирастворитель сульфата аммония, что позволяет извлекать этусоль с высокими выходами из ненасыщенных водных растворов при температурах, близких к стандартной. При понижении температуры и увеличении содержания ПЭГ-1500 в водно-солевой смеси выход кристаллов соли возрастает. Обнаружено, что для 38%-ного (мас.) раствора сульфата аммония при введении 60 мас.% ПЭГ-1500 максимальный выход кристаллов (96.4%) соли наблюдали при 30.0°С.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025;25(2):171-183
171-183
Биология
Оценка способности бактерий Bacillus velezensis к продукции циклических липопептидов и характеристика их ростстимулирующих и биоремедиационных свойств
Аннотация
В последние годы сельское хозяйство столкнулось с проблемой поиска перспективных препаратов, эффективных в борьбе с болезнями растений, альтернативных синтетическим пестицидам, которые могут оказывать негативное воздействие как на живые организмы, так и на окружающую среду в целом. Для решения этой проблемы изучается возможность использования биологических методов защиты сельскохозяйственных культур. В частности, особое внимание уделяется поиску новых штаммов бактерий – естественных антагонистов патогенных микроорганизмов, которые можно было бы использовать вместо синтетических химикатов. Целью настоящего исследования являлась оценка способности бактерий Bacillus velezensis HR13 к продукции вторичных метаболитов, обладающих антагонистическими и ростстимулирующими свойствами. Проведена характеристика циклических липопептидов, выявленных в культуральной жидкости бактерий, методом времяпролетной масс-спектрометрии с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией (MALDI-ToF MS). Показано положительное влияние бактерий B. velezensis HR13 на морфометрические показатели проростков растений при инокуляции исследуемым штаммом в концентрации 106 –107 м. к./мл. Определена способность бактерий B. velezensis HR13 к использованию в качестве единственного источника углерода представителей такихгрупп действующих веществ синтетических фунгицидов, как триазолы и фенилпирролы в различных концентрациях.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025;25(2):184-194
184-194
Влияние солевого стресса на рост и развитие корневой системы проростков интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы
Аннотация
Изучение устойчивости растений, полученных в результате интрогрессивной селекции, к действию различных факторов, в том числе к засолению, является важным этапом селекционной работы. Проведено исследование влияния солевого стресса на рост и развитие корневой системы проростков интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы. Объектами исследования являлись проростки интрогрессивных линий яровой мягкой пшеницы, полученные с участием Triticum dicoccum Shuebl, Aegilops speltoides Tausch, Agropyron elongatum (Host) Beauv. Проростки сорта Саратовская 76 использованы в качестве стандарта. Объекты культивировали в лабораторных условиях. В качестве субстрата использованы изоосмотические растворы NaCl, Na2 SO4, их смесь в соотношении 1:1 и H2 O (контроль). Влияние засоления на рост оценивали по следующим критериям: количеству корней, их длине, значениям корневого индекса и показателя корнеобеспеченности. Проростки изученных линий в контрольном варианте опыта уступали сорту-стандарту по длине корней и показателю корнеобеспеченности. Установлено, что в наименьшей степени ингибирующее действие хлоридного и сульфатного засоления субстрата на рост корней в длину проявлялось у проростков линии L657: длина главного корня и корней нижнего и верхнего ярусов превышали аналогичные показатели проростков сорта-стандарта. Засоление оказывало негативное действие на корневой индекс проростков и сорта-стандарта, и изученных линий мягкой пшеницы, при этом проростки линий L657 и L664 по значению корневого индекса достоверно превосходили сорт-стандарт при всех вариантах засоления. По количеству корней у проростков статистически значимых отличий у линий, содержащих чужеродный генетический материал, и сорта-стандарта не обнаружено.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025;25(2):195-204
195-204
Экология
От традиционных процессов адсорбции до биоремедиации: современные технологии очистки природных вод от загрязнителей
Аннотация
Актуальность исследования определяется тем, что деятельность человека привела к усилению антропогенного воздействия на окружающую среду. Различные загрязняющие вещества из большого количества сбросов коммунальных, производственных и медицинских сточных вод повсеместно распространены в природной водной среде. Новые загрязнители – это синтетические или природные химические вещества или любые микроорганизмы, которые обычно не контролируются в окружающей среде. Однако возникающие загрязнители могут попадать в окружающую среду и вызывать известные или предполагаемые неблагоприятные последствия для окружающей среды или здоровья человека. Сложность использования традиционных методов очистки природных вод связана с проблемами масштабирования систем очистки и регенерации или утилизации побочных продуктов. Большая часть исследований по очистке природных водоемов в последние годы сосредоточена на использовании процессов фазового перехода, включая адсорбцию в различных твердых матрицах и ионный обмен, применение мембранной фильтрации, фитотехнологии, химических и биологических методов очистки, а также усовершенствованные процессы окисления. Высокую эффективность показывает адсорбционная очистка водных объектов с использованием комбинированных природных фильтрационных систем, в которых сочетаются физические процессы сорбции и химические процессы биодеградации. Эффективным экологическим и инженерным решением является восстановление пресных водоемов с использованием искусственно созданных плавучих водно-болотных угодий. Показано преимущество биологических методов как наиболее используемых и успешных, что обусловлено их высокой эффективностью и экологичностью. Обзор имеющихся в настоящее время технологий удаления новых загрязнителей из водных экосистем показал, что в технологии задействованы различные физические, химические и биологические процессы. Развитие научных исследований о распространенности опасных загрязнителей в окружающей среде является результатом повышенного внимания ученых к экологическим проблемам, направленного на содействие более рациональному использованию природных ресурсов.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025;25(2):205-234
205-234
Персоналия
Памяти Владимира Владимировича Игнатова. К 90-летию со дня рождения
Аннотация
13 февраля 2025 г. исполнилось 90 летсо дня рождения Заслуженного деятеля науки РФ, доктора биологических наук, профессора В. В. Игнатова (1935–2018 гг.) – известного ученого, внесшего существенный вклад в развитие бактериохимии, в исследование молекулярных механизмов резистентности золотистого стафилококка к антибиотикам, а также в создание научной школы по изучению молекулярных механизмов формирования растительно-бактериального ассоциативного симбиоза хлебных и кормовых злаков с ризосферными бактериями, результаты исследований которой имеют мировую известность. В. В. Игнатов воссоздал в университете в 1977 г. кафедру биохимии и биофизики, и преподавал на кафедре с 1967 по 2016 г. В 1980 г. по инициативе Академии наук СССР участвовал в создании Саратовского научного центра АН СССР, организовал и около 30 лет руководил Институтом биохимии и физиологии растений и микроорганизмов АН СССР (ныне ИБФРМ РАН). В. В. Игнатов являлся автором более 400 публикаций, под его руководством были защищены 50 диссертаций, 10 из которых – докторские.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025;25(2):235-240
235-240