Екзомодифікований піридинпіперазиновими групами фулерен С60 – перспективний інгібітор окиснення каталітичної дії
Жила Р. С., Біла Я. Ю., Трошин П. А.
Chemistry and modern technologies
Потенційно перспективними антиоксидантами є фулерени та їх похідні [1, 2]. Волюмометричне визначення антиоксидантної активності азотовмісних похідних фулерену С60 проводили на модельній реакції радикально-ланцюгового ініційованого окиснення бензилового спирту (БС) в стандартних умовах при температурі 50±0,2°С і швидкості ініціювання Wi = 2,98×10–8 моль/(л×с) в кінетичному режимі окиснення на газометричній установці.
Спрямований синтез потенційних антиоксидантів (АО) здійснено в Інституті проблем хімічної фізики РАН. Досліджувані структури розрізняються будовою і кількістю приєднаних азотовмісних груп [3]:
n = 6, 8,14 (I-III)При дослідженні кінетики гальмування окиснення БС фулереном (I) нами виявлено обрив ланцюгів за рахунок реакцій як з пероксильними, так і з алкільними радикалами:
ROO•+Full → ROOFull•, (ROO•)
R• + Full → RFull•. (R•)
Досліджувані азотвмісні фулерени гальмують авто- і ініційоване окислення БС при парціальних тисках кисню Ро2= 0,02-0,1 МПа. Виявлено, що початкова швидкість ингибированного окислення БС обернено пропорційна концентрації фулерену і прямо пропорційна швидкості ініціювання ланцюгів окиснення, тобто описується кінетичним рівнянням: W = const Wi / [Full].
Визначені ефективні константи швидкості реакції алкільних (kR·) і пероксильних (kRОО·) радикалів з нітрогенвмісними похідними фулерену С60 представлені в таблиці.
Таблиця 1 – Константи швидкості обриву ланцюгів окиснення бензилового спирту інгібіторами
Інгібітори | kROO·, 102 л/(моль ∙ с) | kR·, 107, л/(моль ∙ с) | |
С60 | 1,4 | 1,3 | |
І | 6,1 | 0,11 | |
ІІ | 10 | – | |
ІІІ | 27,8 | – | |
1-(2-піридил)піперазин | 4,74 | 0,15 |
Виявлено немонотонність змін цих ефективних констант швидкості в залежності від хімічної будови та кількості 1-(2-піридил)-піперазинових замісників у фулереновому каркасі.
Досліджені сполуки каталітично (багаторазово) беруть участь в актах обриву ланцюгів окиснення БС (брутто-стехіометричні коефіцієнти (f = τекс./τ >> 16).
- Ковтун Г.О., Жила Р. С., Каменєва Т. М., Плужніков В. О. Фулерени – антиокиснювальні присадки до нафтопродуктів // Доп. НАН України. – 2008. – № 11. – С. 134-136
- Полункин Е.В., Каменева Т.М., Пилявский В.С., Жила Р.С., Гайдай О.А., Трошин П.А. Антиокислительные и противозадирные свойства галогенированных фуллеренов // Катализ и нефтехимия. – 2012. – № 20. – С. 70-74
- Трошин П.А., Трошина О.А., Любовская Р.Н. и др. // Функциональные производные фуллеренов: методы синтеза и перспективы использования в органической электронике и биомедицине. – Иваново: Иван. гос. ун-т, 2010. – 320 c.