Здесь - Уфимский государственный нефтяной технический

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ
РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН
ОТДЕЛЕНИЕ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАУК
УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
УФИМСКОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА
УЧРЕЖДЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
ИНСТИТУТ НЕФТЕХИМИИ И КАТАЛИЗА
ФГБОУ ВПО «БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
ФГБОУ ВПО «УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНТЕГРАЦИЯ НАУКИ И ВЫСШЕГО
ОБРАЗОВАНИЯ В ОБЛАСТИ
БИО- И ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
И БИОТЕХНОЛОГИИ
Материалы VI Всероссийской научной lNTERNET-конференции
9-25 декабря 2011 года
Уфа
Издательство УГНТУ
2011
1
УДК 378.147:54+547+577.1+60
ББК 28.072+24.2+74.58р+30.16
И73
Редакционная коллегия:
Ю. Г. Матвеев - д.т.н., проф., проректор по НИР УГНТУ
И.Б. Абдрахманов - акад. АН РБ, д.х.н., проф. (АН РБ, ИОХ УНЦ РАН)
Ф.З. Галин - д.х.н., проф. (БашГУ)
В. В. Зорин - член-корр. АН РБ, д.х.н., проф. (УГНТУ)
У.Б. Имашев - акад. АН РБ, д.х.н., проф. (УГНТУ)
Г.Ю. Ишмуратов– д.х.н., проф. (ИОХ УНЦ РАН)
А.И. Мелентьев - д.б.н., проф. (ИБ УНЦ РАН)
Р.И. Хуснутдинов - д.х.н., проф. (ИНК РАН)
М.С. Юнусов - акад. РАН, д.х.н., проф. (ИОХ УНЦ РАН)
А. Ф. Аскин - к.х.н. (УГНТУ) (отв. секретарь)
Л. X. Халимова - к.т.н., доц. (УГНТУ)
И73
Интеграция науки и высшего образования в области био- и
органической химии и биотехнологии: Материалы VI Всероссийской
научной INTERNET-конференции./ редкол.: Ю.Г. Матвеев и др. - Уфа:
Изд-во УГНТУ, 2011.- 198 с.
VI Всероссийская научная lNTERNET-конференция «Интеграция
науки и высшего образования в области био- и органической химии и
биотехнологии» проводится с целью развития интергации науки и
высшего образования, повышения уровня научных исследований и
качества подготовки специалистов, а также пропаганды научнотехнических достижений в области био- и органической химии и
биотехнологии.
В сборнике представлены материалы, отражающие результаты
научно-исследовательских работ в области био- и органической химии,
биотехнологии и методические рекомендации по преподаванию этих и
смежных дисциплин в вузах.
УДК 378.147:54+547+577.1+60
ББК 28.072+24.2+74.58р+30.16
ISBN 978-5-7831-1015-3 ©Уфимский
государственный
технический университет, 2011
©Коллектив авторов, 2011
2
нефтяной
СЕКЦИЯ 1
«ОРГАНИЧЕСКАЯ И БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»
УДК 547.451.62:547.818.1:66.095.253.095.14.094.522
Л.А. Баева, Л.Ф. Бикташева, Т.С. Никитина, А.А. Фатыхов,
Н.К. Ляпина
СИНТЕЗ ТИАМОНО- И ТИАБИЦИКЛАНОВ НА ОСНОВЕ
ДИАЦЕТОНОВОГО СПИРТА
Институт органической химии Уфимского научного центра РАН,
г. Уфа
Тиапираноны
и
тиааналоги
бицикло[3.3.1]нонана
представляют интерес как для синтеза новых гетероциклических
систем, так и в качестве биологически активных соединений [1 4].
Изучая возможность вовлечения 4-гидрокси-4-метилпентан-2она (диацетонового спирта) в реакцию алкилтиометилирования,
нами было установлено, что взаимодействие кетола с эквимольным
количеством формальдегида и пропантиола в щелочной среде (1 экв
NaOH, 20С, 1 ч) не приводит к ожидаемому 4-гидрокси-4-метил-3[(пропилтио)метил]пентан-2-ону. Вместо него образуются 1,1бис(пропилтиометил)пропан-2-он (1) и 3-[(пропилтио)метил]бут-3ен-2-он (2) с выходом 49 и 30% соответственно. Соединение 1
является дизамещенным производным, соединение 2  продуктом
кротоновой
конденсации
формальдегида
и
моно(метилтиометил)замещенного
пропан-2-она.
Последний,
вероятно, образуется при действии едкого натрия на диацетоновый
спирт.
Поскольку в условиях реакции алкилтиометилирования
диацетоновый спирт выступает как эквивалент пропан-2-она, нами
исследована возможность использования данного реагента наряду с
пропан-2-оном и пентан-2,4-дионом (ацетилацетоном) в синтезе
3
1,1′-{3-[(алкилтио)метил]тетрагидро-2H-тиопиран-3,5диил}диэтанонов и продуктов их внутримолекулярной кротоновой
конденсации  8-метил-5-(алкилтиометил)-3-тиабицикло[3.3.1]нон7-ен-6-онов.
O
O
+ PrSH
Me
1
O
Me
Me
+ PrSH + Na2S
Me + CH2O
OH
Pr
S
Pr + Me
S
Pr
S
CH2
Pr
S
O
S
O
Me
Me
3
2
S Pr
O
+
S
Me
4
S Me
+ MeSNa + Na2S
O
S
Me
5
Установлено, что взаимодействие сульфида натрия (2.4%
водный раствор) и пропантиола с четырехкратным избытком
формальдегида и диацетонового спирта (20 С, 1ч) приводит к
смеси
1,1′-{3-[(пропилтио)метил]тетрагидро-2H-тиопиран-3,5диил}диэта-нона
(3)
и
8-метил-5-(пропилтиометил)-3тиабицикло[3.3.1]нон- 7-ен-6-она (4) в соотношении 1:1.3 c общим
выходом 69%. При конденсации сульфида и метантиолата натрия,
содержащихся в сернисто-щелочных растворах Оренбургского ГПЗ,
с эквимольными количествами формальдегида и диацетонового
спирта (20 С, 22 ч) образуется 8-метил-5-(метил- тиометил)-3тиабицикло[3.3.1]нон-7-ен- 6-он (5) с выходом 76%.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Зефиров Н.С., Рогозина С.В. Усп. хим. 1973, 423.
2. B.R. Bailey III, K.D. Berlin, E.M. Holt, B.J. Scherlag, R. Lazzara, J.
Brachmann, Dick van der Helm, D.R. Powell, N.S. Pantaleo and P.C.
Ruenitz. J. Med. Chem. 1984, 27, 758.
4
3. Улендеева А.Д., Никитина Т.С., Баева Л.А., Спирихин Л.В.,
Карачурина Л.T, Хисамутдинова Р.Ю., Макара Н.С., Зарудий Ф.С.,
Ляпина Н.К. Хим.-фарм. журн. 2004, 38, 15.
4 Власова Л.И. Автореф. дис. канд. хим. наук. Уфа. 2007.
УДК 547.972.35
Э.Р. Каримова1,2, В.М. Кокорина1,2, Л.А. Балтина1
СИНТЕЗ НОВЫХ СЛОЖНЫХ ЭФИРОВ КВЕРЦЕТИНА
Институт органической химии УНЦ РАН, г. Уфа
Башкирский государственный университет, г. Уфа
1
2
Флавоноиды относятся к природным полифенольным
соединениям, широко распространенным в растительном мире. Они
являются
вторичными
метаболитами
высших
растений.
Флавоноиды обладают широким спектром фармакологической
активности и отличаются низкой токсичностью. Отечественная
промышленность выпускает ряд флавоноидных препаратов,
обладающих Р-витаминной активностью, основные из них – рутин
и кверцетин (КВ) (1), которые используются для профилактики и
лечения различных заболеваний, связанных с нарушением
проницаемости и ломкостью стенок капилляров, и ряда других
заболеваний.
Синтетические
трансформации
кверцетина
являются
перспективным путем конструирования новых биологически
активных веществ, представляющих интерес для медицины.
Продолжая работы по трансформациям КВ, мы провели
ацилирование гидроксильных групп КВ хлорангидридами
различных биоактивных ароматических кислот, в том числе,
никотиновой (схема 1) с получением новой группы сложных
эфиров (ацилатов). Реакции ацилирования КВ проводили в
пиридине или смеси пиридин-третбутиламин (4:1) в присутствии
5
прокаленных молекулярных сит 4Å при кипячении с избытком
хлорангидридов ароматических кислот. Так, взаимодействием 4метоксикоричной кислоты (2) с КВ в среде пиридина в присутствии
молекулярных сит 4Å получали полностью замещенный пента-О-4метоксициннамат кверцетина (6) с выходом 65%. Ацилирование КВ
избытком хлорангидрида никотиновой (3) и изоникотиновой кислот
(4) в среде пиридин-третбутиламин при кипячении в течение 7ч
проходило селективно с образованием три-О-изоникотината (7) и
ди-О-никотината (8) кверцетина с выходами 90% и 79%
соответственно. При кипячении кверцетина с 10-тикратным
избытком хлорангидрида бензойной кислоты (5) в среде пиридина
образуется пента-О-бензоат кверцетина (9) с выходом 82%.
Структура полученных эфиров подтверждена спектральными
методами (ИК, ЯМР 1Н, 13С) и элементным анализом.
УДК 547.917
Р.А. Батыркаев, М.М. Искакова, Л.Х. Файзуллина,
В.Г. Сафарова, Ш.М. Салихов, Ф.А. Валеев
КОНТРОЛИРУЕМЫЙ СДВИГ ДВОЙНОЙ СВЯЗИ В МОСТИК
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г.Уфа
Башкирский государственный университет, г.Уфа
Институт органической химии Уфимского научного центра РАН,
г.Уфа
Расщепление мостиковой двойной связи в бициклических
системах является одним из путей получения циклических
соединений средних и больших размеров. Введение двойной связи
в мостик представляет собой известную проблему. Мы изучили
возможности сдвига двойной связи в трициклическом нитроеноне 1
6
в мостик путем превращения нитрогруппы в кетогруппу и создания
новой сопряженной еноновой системы.
O 2N
H
O
O
H
f
O
O
O
O
O
O
j
O
O
HO
+
O
O
O
O
O
O
3
2
O
O
5
4
O 2N
H
e
O
O
H
c
O 2N
H
O
O
H
a,b
O
1
O 2N
H
O
O
O
H
7 (38% )
+
O
OH
1 (15% )
OH
d,c
6 (64% )
O
O
O
OMs
OH
8 (40% )
Реагенты и условия: а) NaBH4, C2H5OH (80%); b) m-CPBA, CHCl3
(64%); c) MeONa, O3, -780C; d) MsCl, CH2Cl2, ТЭА (87%); e)
HOCH2CH2OH, C6H6, p-TsOH, (84%); f) с (22%) или Na2HPO4,
NaOH, Oxone, CH3OH, (65%); j) H2, C2H5OH, Ni/Ra, 4 (31%), 5
(12%).
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ-Поволжье «1103-97024-р_поволжье_а» и федеральной целевой программы
«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
(государственный контракт № 14.740.11.0367).
7
УДК 547.442:547.678
К.О. Борисова1, К.С. Кислицина2, Н.А. Щаднева2,
Р.И. Хуснутдинов2
СИНТЕЗ 1-(2-ОКСОПРОПИЛ)АДАМАНТАНА
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ 1-БРОМАДАМАНТАНА С
ИЗОПРОПИЛИДЕНАЦЕТАТОМ ПОД ДЕЙСТВИЕМ
ЖЕЛЕЗО- И МАРГАНЕЦСОДЕРЖАЩИХ КАТАЛИЗАТОРОВ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г.Уфа
2
Институт нефтехимии и катализа Российской академии наук, г.
Уфа
1
1-Адамантилацетон (2), или 1-(2-оксопропил)адамантан,
используется в ветеринарии для лечения болезни Ньюкастла [1],
проявляет антибактериальную и противовирусную активности,
используется в синтезе биологически активных соединений,
пестицидов, полимерных материалов и присадок к смазочным
маслам [2].
1-Адамантилацетон (2) получают многостадийным синтезом
из хлорангидрида 1-адамантилуксусной кислоты [2] или
взаимодействием 1-бромадамантана с изопропилиденацетатом
(ИПА) в присутствии 2-кратного избытка катализатора AlBr3 [3].
Несмотря на многочисленность работ, посвященных синтезу
1-адамантилацетона (2), поиск новых методов его получения
является актуальной проблемой.
CH2COCH3
Br
OAc
[Fe] или [Mn]
+
MeCN/CH2Cl3 (3 экв)
75%
1700С, 6 ч
1
2
8
В настоящей работе (2) синтезирован взаимодействием ИПА с
1-бромадамантаном (1) под действием железо- и марганецсодержащих
катализаторов.
Оптимальные
условия
реакции:
170°С,
продолжительность – 6 ч. В этих условиях и при трёхкратном избытке
ИПА выход 1-адамантилацетона (2) составляет 30-75%. Увеличение
концентрации ИПА по отношению к 1-бромадамантану (1) приводит к
снижению выхода 1-адамантилацетона (2) из-за полимеризации ИПА.
В среде хлористого метилена при трёхкратном избытке ИПА выход
(2) составляет 50-60%, но использование CH2Cl2 нежелательно из-за
протекания побочной реакции перегалоидирования 1-бромадамантана
(1) с образованием менее активного в исследованной реакции 1хлорадамантана. При замене растворителя CH2Cl2 на MeCN при
полной конверсии (1) в присутствии железосодержащего катализатора
выход 1-адамантилацетона (2) снижается до 32% из-за образования
побочного продукта N-(1-адамантил)ацетамида (63%).
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства
образования и науки Российской Федерации (госконтракт №
02.740.11.0631).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Пат. 49-16462 (1978). // РЖХим. 1979. 8 О 92П.
2. Коньков С.А., Моисеев И.К. // Известия ВУЗ-ов. Химия и
хим. технология. 2010, 43(2), С. 3-16.
3. Пат. RU №2221769 (2004).
УДК 541.49:547.458.88
Н.С. Борисова, Г.Г. Аминева, И.П. Королева, Ю.С. Зимин
КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ 4-, 5АМИНОСАЛИЦИЛОВЫХ КИСЛОТ С ЯБЛОЧНЫМ
ПЕКТИНОМ
Башкирский государственный университет, г. Уфа
Как известно, 4- и 5-аминосалициловые кислоты (4-АСК, 5АСК) обладают ярко выраженной противотуберкулезной и
противовоспалительной активностью, соответственно. Однако,
9
препараты, созданные на их основе, обладают рядом
нежелательных побочных эффектов, устранение которых является
актуальной задачей в настоящее время. Одним из перспективных
способов решения данной проблемы является нанесение
аминосалициловых кислот на полимерную матрицу. Из литературы
известно [1, 2], что комплексообразование лекарственных веществ с
полимерами способствует уменьшению токсичности препаратов,
повышению растворимости в биологических жидкостях, снижению
кратности приема лекарств и уменьшению их суточной дозы. В
настоящей работе в качестве полимерного носителя предлагается
использовать яблочный пектин и низкомолекулярные продукты его
окисления. Известно, что пектин нетоксичен, хорошо растворяется
в воде, а также способен связывать и выводить из организма
тяжелые металлы и радионуклиды [3, 4]. Однако большая
молекулярная масса данного полисахарида может затруднять
диффузию лекарственного вещества к внутренним органам и
тканям. В связи с этим в качестве матрицы-носителя перспективно
использовать продукты озонированного окисления пектина,
обладающие меньшей массой и большей связывающей
способностью за счет дополнительных функциональных групп.
Окисление яблочного пектина проводили в стеклянном
термостатируемом реакторе барботажного типа со скоростью
подачи озон-кислородной смеси 6 л/час при температуре 90°С в
течение 2 часов. Комплексообразование исходного и окисленного
пектина
с
аминосалициловыми
кислотами
изучали
спектрофотометрическим методом на максимуме длины волны
поглощения кислот. Комплексы получали при комнатной
температуре в равновесных условиях при низких концентрациях
исходных реагентов (10–5÷10–4 моль/л) в водных растворах. Состав
комплексов определяли методом изомолярных серий и методом
молярных отношений [5].
Установлено, что
при взаимодействии 4- и 5аминосалициловых кислот с яблочным пектином и его окисленной
фракцией (М = 20000-25000) образуются комплексы состава 1:1. С
помощью метода молярных отношений были оценены константы
10
устойчивости, которые для комплексов 4-АСК и 5-АСК с пектином
оказались равными (8 ± 1)·104 и (7 ± 1)·104 л/моль, соответственно,
а для комплексов 4-АСК и 5-АСК с окисленной фракцией
яблочного пектина составили (7,5 ± 0,4)·104 и (6 ± 1)·104 л/моль,
соответственно. Как видно, константы устойчивости комплексов 4АСК, 5- АСК с исходным и окисленным пектином имеют близкие
значения, что, скорее всего, свидетельствует об одинаковом
способе связывания пектина с изученными кислотами.
На основании полученных результатов можно сделать вывод,
что 4- и 5-аминосалициловые кислоты образуют с яблочным
пектином и его окисленной фракцией достаточно устойчивые
комплексные соединения, которые могут быть использованы для
получения более эффективных лекарственных препаратов.
Работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России» (г/к №
02.740.11.0648) и АВЦП «Развитие научного потенциала высшей
школы» Минобрнауки РФ (рег. номер: 1.103.11).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Берикетов А.С., Атова Р.А., Ойтов Х.З. Межмолекулярные
взаимодействия ацетилсалициловой кислоты с пектином // Изв.
ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естеств. науки. – 2004. – № 2. – С.
63-64.
2.
Мирзахидов
Х.А.
Комплексообразование
некоторых
антипаразитарных препаратов с природными полимерами // Тезисы
докладов IV Всероссийской Каргинской конференции: «Наука о
полимерах 21-му веку». Т. 2. – М.: МГУ. – 2007. – С. 191.
3. Кайшева Н.Ш., Компанцев В.А., Щербак С.Н. и др. Изучение
взаимодействия пектинов с металлами с целью исследования
детоксицирующих свойств // Фармация. – 1992. – № 2. – С. 45-49.
4. Карасева А.Н., Миронов В.Ф., Цепаева О.В. и др.
Полиметаллокомплексы
пектиновых
полисахаридов
и
их
биологическая активность // Химия и компьютерное моделирование.
Бутлеровские сообщения. – 2004. – Т. 5. – № 1. – С. 33-35.
5. Бек М., Надьпал И. Исследование комплексообразования
новейшими методами. – М.: Мир, 1989. – 415 c.
11
УДК 547.598.458
А.С. Будаев, Л.Р. Михайлова, Л.А. Балтина
НОВЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ ПЕНТАЦИКЛИЧЕСКИХ
ТРИТЕРПЕНОИДОВ СОЛОДКОВОГО КОРНЯ КАК
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ АНТИДИАБЕТИЧЕСКИЕ АГЕНТЫ
Институт органической химии Уфимского научного центра РАН,
г. Уфа
В последние годы было обнаружено, что пентациклические
тритерпеноиды
перспективны
в качестве
нового
класса
ингибиторов фосфорилирования гликогена, что открывает
возможности конструирования на их основе новых терапевтических
агентов для лечения диабета типа 2. Структурные модификации
природных тритерпеноидов приводят к получению более активных
соединений и представляют интерес для получения библиотек
биологически активных веществ для изучения зависимости
структура-активность. Нами проведены новые
химические
превращения доступных пентациклических тритерпеноидов
солодкового корня - глицирретовой кислоты (ГЛК) (1), 11-дезоксоГЛК (2) и 18,19-дегидро-ГЛК (3) по кольцу A с получением новых
биоактивных соединений, представляющих интерес в качестве
ингибиторов фосфорилирования гликогена и ингибиторов 11βгидроксистероиддегидрогеназы типа 1. В качестве исходных
соединений для синтетических превращений были использованы 3оксо-производные
данных
тритерпеноидов,
полученные
окислением природных тритерпеноидов или их метиловых эфиров
реактивом Джонса или пиридинийдихроматом (PDC).
12
COOH
COOH
H
O
HO
H
HO
1
COOH
O
HO
2
3
Окислением 3-кетонов тритерпеноидов кислородом воздуха в
трет-бутаноле в присутствии трет-бутилата калия получены
соответствующие олеан-1-ен-2-окси-3-оны (диосфенолы) и 2-окса1α-оксипро-изводные (лактолы). Так, окислением 3-кетонов (4a, b)
трет-бутилатом калия в трет-бутаноле (t-BuOK/t-BuOH) кислородом
воздуха при 40—45 °С получены диосфенолы (5) и лактолы (6)
(схема). Состав продуктов окисления зависит от времени реакции.
При проведении реакции в течение 30-40 мин, основным продуктом
реакции является диосфенол (5а) (выход 60%), выделенный с
помощью колоночной хроматографии (КХ) на силикагеле (СГ) и
охарактеризованный в виде метилового эфира (5b). Лактолы (6)
являются основными продуктами реакции при окислении кетонов
(4a, b) кислородом воздуха в течение 48 ч в аналогичных условиях.
Расщеплением диосфенолов (5a, b) перекисью водорода в кипящем
метаноле в присутствии КОН получили 2,3-секо-про-изводное (7а),
выделенное в виде триметилового эфира (выход 76%).
Взаимодействием 2,3-секо-производных (7) с уксусным ангидридом
получили семичленные циклические ангидриды (8). Осуществлен
синтез новых 2-галоген-(хлор-, бром)производных 3-оксотритерпеноидов.
13
COOR
COOR
O
O
t-BuOK/t-BuOH
CrO3/AcOH
O2, 40-45 °C
HO
O
3 a) R=H; b) R=Me
4 a) R=H; b) R=Me
COOR
COOR
O
HO
+
HO
O
30% H2O2, KOH
MeOH/TGF
O
O
5 a) R=H; b) R=Me
O
6 a) R=H; b) R=Me
COOR
COOR
Ac2O/Py, 
O
O
O
1
R OOC
1
R OOC
O
7 a) R=R1=H; b) R=R1=Me
O
8 a) R=H; b) R=Me
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант
11-03-00462).
УДК 547.924
З.Р. Валиуллина, 2Р.М. Ганиева, 2Р.А. Ахмадеева,
1
Л.С. Хасанова, 1Ф.А. Гималова, 1М.С. Мифтахов
1
СИНТЕЗ ПРЕДШЕСТВЕННИКА СТЕРОИДНОГО
АГЛИКОНА ДЛЯ OSW-1
1
Институт органической химии Уфимского научного центра
Российской академии наук, г. Уфа
2
Башкирский государственный университет, г. Уфа
Выделенный из клубней южноафриканского растения
Ornithogalum saundersiae холестановый гликозид OSW-1 1 обладает
14
экстремально высокой цитотоксичностью по отношению к
широкому ряду панельных раковых клеток [1, 2]. Содержание
OSW-1 1 в клубнях Ornithogalum saundersiae крайне низкое,
поэтому требуемые количества данного стероидного гликозида
могут быть получены только путем химического синтеза [3-5].
Основными структурными фрагментами при формировании
молекулы OSW-1 1 химическим синтезом являются стероидный
агликон 2 и дисахарид 3, состоящий из функционализированных
остатков L-арабинозы и D-ксилозы.
O
O
OH
O
OH
O
AcO
HO
O
O
O OH
2
OCOC6H4OMe-p
HO
OSW-1, 1
O
OH
HO
HO
4
+
HO
OH
HO
HO
O
O
O
SPh
OAc
OCOC6H4OMe-p
3
В данной работе мы исследовали превращения диосгенина 4 с
целью получения предшественников стероидного агликона
соединения 1. Так, для создания боковой цепи вначале диосгенин 4
ацилировали в стандартных условиях (Ac2O, Py, DMAP). Далее,
восстановительное раскрытие F-кольца ацетата 5 с использованием
Et3SiH в присутствии BF3∙OEt2 приводило к спирту 6.
Последующим тозилированием первичной гидроксильной группы
последнего TsCl в Py и восстановлением LiAlH4 в ТГФ получили
целевое соединение 8.
15
O
4
BF3. OEt2
CH2Cl2
Py, DMAP
5, 97%
AcO
OTs
O
OH
Et3SiH
O
Ac2O
LiAlH4
TsCl
O
Py
6, 95%
O
THF
7, 75%
8, 60%
AcO
Последующие стадии синтеза агликона 2 предполагают
введение 16β-, 17α-гидроксильных групп и кетона при C22.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Kubo S., Mimaki Y., Terao M., Sashida Y., Nikaida Т., Ohmato T.
Phytochemistry. 1992, 31, 3969.
2. Mimaki Y., Kuroda M., Kameyama, A., Sashida Y., Hirano Т.,
Maekawa R., Wada Т., Sugita K., Beutler A.J. Bioorg. Med. Chem.
Lett. 1997, 7, 633.
3. Qin H.-J., Tian W.-Sh., Lin C.-W. Tetrahedron Lett. 2006, 47, 3217.
4. Deng L., Wu H., Yu В., Jiang M., Wu J. Bioorg. Med. Chem. Lett.
2004, 14, 2781.
5. Yu W. S., Jin Z. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6576.
УДК 544.14(075.8)
К.Р. Галиахметова, А.Г Мустафин, Р.Н. Галиахметов,
Ю.С. Зимин
ПОЛУЧЕНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНЫХ ЗОЛЕЙ ПАЛЛАДИЯ
Башкирский государственный университет, г. Уфа
В последние годы интерес к изучению и получению
наноразмерных частиц существенно возрос. Это связано с тем, что
16
открылись новые перспективные возможности использования
наноматериалов во многих областях науки и техники, в частности,
для получения эффективных и избирательных катализаторов, для
создания элементов микроэлектронных и оптических устройств,
для синтеза новых материалов.
Среди
вариантов
получения
наночастиц
металлов
преобладают методы, основанные на восстановлении ионов
металлов в растворах в присутствии высокомолекулярных
соединений и ПАВ в качестве стабилизаторов, и приемы испарения
и конденсации металлов.
Применение
радиационно-химического
метода
восстановления позволяет получить металлы в коллоидной форме в
водном
растворе.
Звукохимические
реакции,
вызванные
ультразвуковой кавитацией, во многом сходны с реакциями,
протекающими при радиолизе. Применение ультразвуковой
кавитации при получении наночастиц выглядит весьма
перспективным, поскольку не требует использования источников
радиации [1].
В общем виде процесс генерации активных частиц в водных
растворах в условиях ультразвуковой кавитации [2] может быть
выражен в виде следующей схемы:
H2O
УЗ
→ eˉaq , H., OH., H2, H2O2
Образующиеся гидратированный электрон и атом водорода
имеют высокие восстановительные потенциалы (-2,9 и -2,4 В,
соответственно), а гидроксильный радикал, напротив, обладает
высокой окислительной способностью (+1,9 В). Для создания
благоприятных условий для восстановления ионов металлов
раствор добавляют органические соединения (спирты или соли
органических
кислот),
которые являются эффективными
.
акцепторами радикалов ОН. Их взаимодействие обеспечивает
трансформацию сильного окислителя радикала .ОН в органический
радикал, обладающий свойствами восстановителя. Заметим, что
атомы Н также реагируют с органическими соединениями с
17
образованием тех же радикалов. Таким образом, при
использовании, например, изопропилового спирта, в результате
протекания реакции:
(СH3)2CHOH + ȮH (Ḣ) → (СH3)2ĊOH + H2O (Н2) ,
инициированного действием на водный раствор ультразвукового
воздействия, в нем генерируются только восстановительные
частицы: eˉaq и радикалы (СH3)2ĊOH, восстановительный
потенциал которого равно -1,4B.
Стабильные золи металлов формируются только в среде,
препятствующей их коагуляции и быстрому росту размеров частиц
металла. Проведение восстановления палладия в поливинилацетате
позволяет не только стабилизировать наночастицы палладия, но
значительно повысить эффективность воздействия ультразвука.
Согласно дипольно-релаксационной теории воздействия кавитации
на химические процессы, чем выше вязкость, тем больше эффект
воздействия ультразвука [2].
Исследования образцов на содержание наночастиц и
дисперсный состав проведены на спектрофотометре PhotocorComplex и с помощью сканирующего зондового микроскопа Sоlver
Pro-M фирмы NT-MDT.
При воздействии ультразвука на раствор поливинилацетата в
изопропиловом спирте, содержащего Н2Роcl4 происходит
образование суспензии наночастиц палладия с средневесовым
размером порядка 10нм (табл.).
Таблица. Распределение частиц палладия в растворе
поливинилацетата по данным исследований на спектрофотометре
Photocor- Complex
№
Area
Mean
Position
STD
1
0.003
0.003
0.003
2.1e-4
2
0.997
10.40
9.841
3.250
18
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Галиахметов Р.Н., Мустафин А. Г. , Яркиева О.А. Получение
наночастиц
металлов
при
воздействии
ультразвука.
Ультрамалозернистые наноразмерные материалы. Тезисы докладов
Открытой школы- конференции стран СНГ (Уфа, 11-15 Октября 2010)
БашГУ. 2010 - С. 135.
2. Смородов Е.А., Галиахметов Р.Н., Ильгамов М.А. Физика и
химия кавитации. -М.: Наука, 2008.-228с.
УДК 542.978:542.943
Г.Г. Гарифуллина, И.С. Зарипова, А.Я. Герчиков
РЕГЕНЕРАЦИЯ НИТРОКСИЛЬНОГО РАДИКАЛА В
ОКИСЛЯЮЩЕМСЯ ПРОПАНОЛЕ ДОБАВКАМИ
КИСЛОТ
Башкирский государственный университет, г. Уфа
Исследовано влияние стабильного нитроксильного радикала
2,2,6,6−тетраметил−4−оксопиперидин−1−оксил (ИПОН) на окисление
пропан-2-ола. 20% раствор ИПОН в толуоле применятся в
производстве синтетического каучука (ЗАО «Каучук», г.
Стерлитамак). Применение ИПОН необходимо для предотвращения
полимеризации мономеров на стадии их синтеза и очистки. Целью
настоящей
работы
является
исследование
эффективности
нитроксильного радикала на модельной реакции инициированного
окисления пропан-2-ола. Окисление пропан2-ола проводили при
температуре 75 °С в присутствии классического инициатора
азодиизобутиронитрила (АИБН). За кинетикой расходования
нитроксильного радикала следили спектрофотометрически. В
специальных опытах установлено, что нитроксильный радикал
расходуется только в присутствии инициатора окисления.
Установлено, что при длине волны λ = 282 нм раствор нитроксильного
радикала как в толуоле, так и в пропаноле-2 имеет максимум
19
поглощения; при этой длине волны молярный коэффициент
поглощения составляет 1,67*10³ (л/ моль*см).
Кинетические кривые расходования нитроксильного радикала
(ИПОН) имеют экспоненциальный характер и спрямляются в
координатах реакции первого порядка. Установлена линейная
зависимость эффективной константы скорости реакции от
концентрации нитроксильного радикала, что позволило вычислить
бимолекулярную константу скорости реакции между нитроксильным
радикалом ИПОН и гидропероксильным радикалом, образующимся
при окислении спирта. Величина данной константы скорости реакции
позволяет соотнести нитроксильный радикал в группу сильных
ингибиторов окисления.
В присутствии добавок лимонной кислоты в окисляющийся
спирт скорость расходования нитроксильного радикала ИПОН
значительно снижается. Наиболее вероятной причиной снижения
скорости расходования ИПОН является реакция регенерации
нитроксильного радикала в актах обрыва цепей в присутствии кислот.
Количественно регенерация охарактеризована стехиометрическим
коэффициентом
ингибирования.
Установлена
эффективность
регенерации ингибитора в зависимости от концентрации
добавленной кислоты.
УДК 66.063:66.062.516
Г.Г. Гимранова, А.А. Федорова, О.В. Давыдова, С.Н. Лакеев
ВЫДЕЛЕНИЕ, ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ 2,4ДИЭТИЛ-1,3-ОКТАНДИОЛА – ПОБОЧНОГО ПРОДУКТА
ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ 2-ЭТИЛГЕКСАНОЛА
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г.Уфа
Основным
промышленным
способом
получения 2этилгексанола 1 является альдольная конденсация масляного
альдегида 2 и последующее гидрирование 2-этилгексеналя 3[1].
20
Кубовый остаток, образующийся после ректификации 2этилгексанола, (КОРЭГ) представляет собой смесь 2-этилгексанола
и более тяжелых продуктов реакции и может использоваться как
товарный продукт без дальнейшей переработки, например, в
качестве добавки к дизельному топливу или растворителя. Кроме
того, известно применение КОРЭГ в качестве спиртовой
компоненты для производства более дешевого ДОФ [2,3].
Последний применяется для получения ПВХ пластизолей и изделий
из них в тех случаях, где не требуется качество ДОФ по ГОСТу.
Для уточнения состава КОРЭГ и возможной диверсификации
его использования исследованы методом ГЖХ образцы КОРЭГ
производства ОАО «Газпром нефтехим Салават». Оказалось, что
наряду с 2-этилгексанолом, количество которого колеблется от 30
до 65%, имеется еще один продукт, содержание которого в
образцах КОРЭГ значительно – 20÷25%. Для идентификации этого
продукта и определения путей возможного его использования была
проведена фракционная разгонка образца КОРЭГ. При температуре
138-176 0С и 10 мм.рт.ст. была выделена фракция с
преимущественным содержанием искомого продукта. Повторной
фракционной разгонкой получили продукт с чистотой 95%,
строение которого установили с использованием методов ИК и
ЯМР спектроскопии. По спектру ИК было определено, что
выделенный продукт является спиртом, о чем свидетельствует
наличие сигнала гидроксильной группы в области 3354 см -1. По
спектрам ЯМР 1Н и 13С и сравнению их со спектрами,
симулированными в программе АСD, выделенному продукту было
приписано строение 2,4-диэтил-1,3-октандиола 4. Так как в
структуре присутствуют три асимметрических центра, соединение 4
существует в виде смеси диастереомеров. На рисунке 1
представлена схема образования 4.
Идентификация второго по содержанию в КОРЭГ продукта,
как 2,4-диэтил-1,3-октандиола, позволяет сделать вывод, что он, как
и 2-этилгексанол, может принимать участие в этерификации
фталевого ангидрида и образовывать сложные эфиры с
пластифицирующими свойствами, аналогичными ДОФ.
21
OH
NaOH
+
O
O
O
t0
- H2O
2
O
OH
O
O
3
+ H2
+ H2
OH
OH
*
1
*
*
OH
4
Рисунок 1 – Схема образования 2,4-диэтил-1,3-октандиола
Поэтому при расчете соотношения исходных компонентов
для получения ДОФ этот продукт можно считать не балластом, а
одним из составляющих спиртовой компоненты.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1.
Кацнельсон М.Г., Кагна С.Ш., Колесов М.Л., Промышленные
методы производства 2-этилгексанола и перспективы развития. М.:
ЦНИИТЭнефтехим. 1981. 47 с.
2.
Патент RU № 2235716, 2003г.
3.
Патент RU № 2404156, 2009 г.
22
УДК 547.66+547.915
1
В.А.Егоров, 2 Р.М.Халиков
ПРАКТИЧНЫЙ СИНТЕЗ ХЛОРЦИКЛОПЕНТЕНОНОВ ИЗ
5,5-ДИМЕТОКСИТЕТРАХЛОРЦИКЛОПЕНТАДИЕНА
В УСЛОВИЯХ МЕЖФАЗНОГО КАТАЛИЗА
Институт органической химии УНЦ РАН, г. Уфа,
2
Башкирский государственный педагогический университет
им.М.Акмуллы, г.Уфа
1
На
основе
легкодоступного
диметоксипроизводного
гексахлорциклопентадиена 1 с анионами спиртов аллильного,
бензильного, пропаргильного и других типов, нами были
разработаны оригинальные реакции открывшие выход к новой
серии хлорсодержащих циклопентенонов (схема 1, путь А). В
последующем эти соединения были успешно использованы в
конструировании структур биоактивных циклопентаноидов.
Однако этап получения этих хлорциклопентенонов был сопряжен с
рядом проблем, связанных с необходимостью использования
безводного диметилсульфоксида, трудно удаляемого после
обработки реакционной массы, а также отдельного приготовления
алкоголятов
непосредственной
реакцией
огнеопасного
металлического натрия со спиртами.
Ñõåì à 1
A) RONa, DMSO
MeO
O
OMe
Cl
Cl
R'
Cl
Cl
Cl
Cl
Á) ROH, KOH, ÒÃÔ, Me3BnN+Cl-
Cl
1
R' =
CH2
23
OMe
OMe
(3)
(2), CH2
ОМе (4), H3C
CH3
(5), H (6)
Таблица 1. Условия получения и выход соединений 2-6 в реакции
5,5-диметокситетрахлорциклопентадиена со спиртами
Спирт
(ROH)
Продукт
Раство
ритель
Выход,
%
2
-//-//-//-
Бензол
Толуол
CH2Cl2
ТГФ
48
56
70
68
ТГФ
67
(общ.)
4
ТГФ
48
5
ТГФ
42
6
ТГФ
52
OH
OH
MeO
Cl
OMe
Cl
O
Cl
3 +
Ph
(1 : 1)
ОМе
HO
OH
t-BuOH
Нами разработан технологичный метод синтеза базисных 5-R4,4-диметокси-2,3,5-трихлорциклопентенонов
из
5,5диметокситетрахлор-циклопентадиена и соответствующих спиртов
с использованием гидроксида калия и катализаторов межфазового
переноса. По новой «one pot» методологии из 5,5-диметокси-1,2,3,4тетрахлорциклопентадиена и соответствующих спиртов в
межфазных условиях с хорошими выходами были получены 5аллил- (2), 5-бензил- (3), 5-п-метоксибензил- (4) и 5-(1,1-диметил-2пропен-1-ил)- (5) -2,3,5-трихлор-4,4-диметоксициклопентеноны и
2,3,5-трихлор-4,4-диметоксициклопентенон 6 (схема 1, путь Б).
24
Из числа испытанных в качестве органической фазы
растворителей
(бензол,
толуол,
хлористый
метилен,
тетрагидрофуран) наиболее оптимальным оказался ТГФ (табл.1).
УДК 543.51
А.С. Ерастов, Е.Г. Галкин, Д.О. Пташко
ПРИМЕНЕНИЕ НИЗКОВОЛЬТНОЙ МАСССПЕКТРОМЕТРИИ ДЛЯ УСТАНОВЛЕНИЯ
КОНФИГУРАЦИИ ПРОИЗВОДНЫХ МЕТИЛОВЫХ ЭФИРОВ
ЦИКЛОПРОПАНКАРБОНОВОЙ КИСЛОТЫ
Институт органической химии Уфимского научного центра РАН,
г.Уфа
Масс-спектрометрия электронного удара с хроматографическим
методом разделения является удобным методом качественного и
количественного анализа целого ряда химических систем.
Наилучшим образом метод зарекомендовал себя при анализе
низкомолекулярных реакционных смесей. В настоящем сообщении
приведен анализ смесей, образованных при каталитическом
взаимодействии
метилдиазоацетата
с
алифатическими
соединениями. Основная сложность при изучении таких смесей –
отнесение конфигурации производных метилового эфира
циклопропанкарбоновой кислоты. На примере изученных
соединений 1-6 показано, что для этой цели может оказаться
полезным метод низковольтной масс-спектрометрии.
O
Br
COOCH3
Cl
COOCH3
COOCH3
1
3
2
O
O
COOCH3
COOCH3
O
COOCH3
4
O
O
O
5
O
6
25
Для каждой из шести изученных пар соединений масс-спектры
цис- и транс- изомеров отличались друг от друга незначительно, и
различия было сложно интерпретировать. Причина сходства спектров
вполне очевидна. При ионизации электронами с напряжением 70 эВ
молекулярный ион образуется в возбуждённом состоянии.
Избыточная сверх потенциала ионизации энергия расходуется на
дальнейшую фрагментацию. Поскольку разница в тепловых эффектах
отщепления заместителя из цис- и транс- изомеров незначительная,
она может нивелироваться во много раз превышающей избыточной
энергией, в результате чего мы не увидим существенных различий в
масс-спектрах.
Для решения проблемы было предложено снизить энергию
ионизирующих электронов со стандартной величины 70 эВ до
значения, немного превышающего потенциал ионизации - 10-12 эВ.
При этом происходит заметное упрощение масс-спектра. В первую
очередь отсеиваются вторичные процессы и энергетически мало
выгодные каналы распада. Следующее важное следствие –
стереоизомерный эффект становится более выраженным.
Наиболее существенное различие в низковольтных масс-спектрах
цис- и транс- изомеров пар соединений 1-5 наблюдается для иона m/z
113, имеющего брутто-состав C6H9O2+ (подтверждено данными массспектрометрии высокого разрешения). В случае соединений 6 его
аналогом служит гомологичный ион m/z 127. Поскольку отщепление
заместителя - более выгодный процесс для цис-изомера, мы с
уверенностью можем отнести к цис- изомерам те соединения, в
низковольтных масс-спектрах которых вклад ионов m/z 113 (127)
максимальный.
Для того чтобы данное утверждение было корректно, необходимо
выполнения двух условий. Первое: идентичность структур ионов m/z
113. Опыты записи спектров связанных сканирований дали
положительный ответ на этот вопрос. Второе: отсутствие интенсивной
фрагментации по конкурирующим направлениям. Несмотря на то что
при снижении энергии ионизации уменьшается вклад маловыгодных
процессов, их вероятность зависит больше от природы исследуемых
соединений. Для структур 1 и 2 отщепление радикала галогена самый выгодный процесс, его интенсивность по сравнению с другими
26
максимальна. Тогда как в спектрах соединений 5 и 6 присутствует
большое число побочных пиков. Несмотря на то что стереоизомерный
эффект в них всё равно проявляется, он выражен значительно слабее.
УДК 544.122.3
А. А. Загидуллин, А. В. Зорин, Л. Н. Зорина
ЭНАНТИОСЕЛЕКТИВНЫЙ СИНТЕЗ S-(-)-1-ФЕНИЛПРОП-2ЕН-1-ОЛА И R-(+)-1-ФЕНИЛПРОП-2-ЕН-1-ИЛАЦЕТАТА
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Разработан
хемо-энзиматический
метод
получения
фармакозначимых оптически чистых S-(-)-1-фенилпроп-2-ен-1-ола
и
R-(+)-1-фенилпроп-2-ен-1-илацетата.
Рацемический
фенилвинилкар- бинол был получен реакцией фениллития с
акролеином с выходом 90%. Парциальное ацилирование его
винилацетатом в присутствии ферментного препарата Novozyme435 практически количественно приводит к R-(+)-1-фенилпроп-2ен-1-илацетату и остаточному S-(-)-1-фенилпроп-2-ен-1-олу с
энантиомерным избытком более 99% ee.
Изменение энантиомерного избытка остаточного Sфенилпроп-2-ен-1-ола в процессе реакции фиксировалось методом
энантиоселективной ГЖХ. Динамика изменения энантиомерного
избытка отражена на рисунке 1.
27
Рис. 1. Изменение энантиомерного избытка
S-(-)-1-фенилпроп-2-ен-1-ола.
Строение полученных продуктов и их оптические свойства
определены методами спектроскопии ЯМР 1H, 13C и поляриметрии.
УДК 542.943:542.978:547.841
Е.А. Ильина, В.Р Хайруллина, А.Я. Герчиков, Я.Б. Древко*,
О.В. Федотова*
КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ИЗУЧЕНИЕ АНТИОКИСЛИТЕЛЬНЫХ
СВОЙСТВ (4-ХЛОРФЕНИЛ)[3-(4-ХРОРФЕНИЛ)4,5-ДИГИДРОНАФТО[1,2-b]СЕЛЕНОФЕН-2-ИЛ]МЕТАНОНА
НА ПРИМЕРЕ МОДЕЛЬНОЙ РЕАКЦИИ
ИНИЦИИРОВАННОГО
ОКИСЛЕНИЯ 1,4-ДИОКСАНА
Башкирский государственный университет, г. Уфа;
*Саратовский государственный университет, г. Саратов
Селен - важнейший ультрамикроэлемент, он обеспечивает
течение
практически
всех
биохимических
процессов.
28
Исследованиями отечественных и зарубежных фармакологов
показано, что селен незаменим для жизнедеятельности человека и
животных. Он является биологически активным микроэлементом,
входящим в состав ряда гормонов и ферментов[1-6]. Наиболее
значимая биологическая функция селена в организме человека,
животных и птиц состоит в обеспечении эффективной работы
защитной
антиоксидантной
системы
организма.
Однако
информация
об
антиокислительной
активности
(АОА)
селенсодержащих
соединений
носит
преимущественно
полуколичественный характер, что существенно затрудняет их
сравнительное изучение реакционной способности в качестве
антиоксидантов. В то же время антиокислительная активность
является важным компонентом биологической активности.
Таким образом, целью настоящей работы было определение
количественных
параметров
антиокислительного
действия
потенциальных лекарственных препаратов противоопухолевого
действия - (4-хлорфенил)[3-(4-хлорфенил)-4,5-дигидронафто[1,2b]селенофен-2-ил]метанон,, рис.1.
Cl
Cl
Se
C
O
Рис. 1. Структурная формула исследуемого соединения.
Исследуемое вещество (рис.1) были синтезированы и
идентифицированы в Саратовском государственном университете
[8,9]. Их антиокислительную активность изучали манометрическим
методом по поглощению кислорода воздуха в кинетическом
режиме при температуре 348К (Vi = 110-7 моль/л•c, инициатор –
азодиизобутиронитрил). В качестве модельной реакции при
изучении АОА I и II выбран процесс радикально-цепного
окисления 1,4-диоксана (348К, инициатор–азодиизобутиронитрил,
29
скорость инициирования Vi = 1·10-7 моль/л•/с). Эффективность
ингибирующего действия образца оценивали по степени снижения
начальной скорости поглощения кислорода при окислении
модельного субстрата. 1,4-диоксан предварительно очищали по
стандартным методикам [7]. В качестве количественной
характеристики АОА использовали константу скорости обрыва
цепи окисления fkIn , где f – радикалоёмкость антиоксиданта (АО),
показывающая число радикальных интермедиатов, погибающих на
одной молекуле АО в актах обрыва цепи [10,11].
Для
характеристики АОА исследуемых веществ использовали
селенохроменовый эквивалент (СЭ), величину которого оценивали
в результате сопоставления полученных из эксперимента fkIn для
исследуемого вещества с аналогичной характеристикой для
изученного
нами
ранее
2,4-дифенил-7,8-бензо-5,6дигидро(4H)селенохромена, для которого fkIn = (16,4±1,3)•104
л/моль•с.
Найдено, что значение fkIn =(6,00,5)•104 л/моль•с, (СЭ)=0,35.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Organic Selenium Compounds: their Chemistry and Biology / Eds.
Klayman D.L., Gunther W.H. New York: Wiley Interscience., 1973.
1188 p.
2. Ермаков В.В., Ковальский В.В. Биологическое значение селена.
Москва: Наука, 1974. 298 c.
3. Древко Б.И., Петраков С.Н., Фоменко Л.А., Харченко В.Г. // Тез.
докл. V семинара совещания «Потребности и производители
органических реактивов». Дилижан (Армения), 1991. С. 133.
4. Сучков М.А., Древко Б.И., Буршина С.Н. // Химия для медицины
и ветеринарии. Саратов: Изд. СГУ, 1998. С. 34.
5. Denisov E.T., Afanas′ev I.B. Oxidation and Antioxidants in Organic
Chemistry and Biology. Boca Raton:Taylor and Francis , 2005. 982 p.
6. Сейфулла Р.Д., Борисова И.Г. // Фармакология и токсикология.
1990. Т. 53. № 6. С. 3.
7. Гордон А., Форд Р. Спутник химика. М.: Мир, 1976. 541 с.
30
8. Древко Я.Б., Федотова О.В. // Химия гетероцикл. соед. 2006. №
10. С. 1586.
9. Федотова О.В., Древко Я.Б. // Изв. ВУЗов. Сер. Химия и
химическая технология. 2007. Т. 50. № 6.С. 90.
10. Денисов Е.Т. Константы скорости гомолитических
жидкофазных реакций. М.: Наука, 1971. 712 с.
11. Денисов Е.Т., Азатян В.В. Ингибирование цепных реакций.
Черноголовка: ИФХ РАН, 1997. 268 с.
УДК 547.394
А.У. Ишбаева, Р.Н. Шахмаев, В.В. Зорин
СТЕРЕОСЕЛЕКТИВНЫЙ СИНТЕЗ
1-[(2E,4E)-ДОДЕКА-2,4-ДИЕНОИЛ]ПИРРОЛИДИНА
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Обладающие широким спектром лечебного действия
природные (2Е,4Е)-диенамиды давно используются в медицине и
фармации. 1-[(2E,4E)-Додека-2,4-диеноил]пирролидин (1) обладает
гепатопротекторной, противогрибковой и антибактериальной и
активностью.
Нами исследована возможность стереонаправленного синтеза
1-[(2E,4E)-додека-2,4-диеноил]пирролидина (1) на основе реакции
кросс-сочетания
метилакрилата
с
соответствующим
алкенилиодидом. Установлено, что кросс-сочетание (1Е)-1-иоднон1-ена (2), полученного алюмогидрированием – иодированием 1нонина (3), с метилакрилатом в присутствии Pd(OAc)2, основания и
тетрабутиламмонийхлорида с высоким выходом приводит к
метиловому эфиру (2Е,4Е)-додека-2,4-диеновой кислоты (4).
Стереохимическая чистота сложного эфира (4) подтверждена ГЖХ
анализом на капиллярной колонке и данными спектров ЯМР 1H и
13
С.
31
a
C7H19
b
I
C7H19
C7H19
O
OMe
3
c
2
C7H19
O
4
d
C7H19
O
OH
N
5
1
а. DIBAH, I2; b. метилакрилат, Pd(OAc)2, Bu4NCl, K2CO3; c. KOH,
EtOH; d. SOCl2, пирролидин
Завершающие стадии – гидролиз сложного эфира (4) с
образованием
(2Е,4Е)-додека-2,4-диеновой
кислоты
(5),
трансформация ее в хлорангидрид и амидирование последнего
пирролидином приводят к требуемому соединению (1) с общим
выходом 52% на исходный винилиодид (2).
УДК 547.954.681.3.06
С.А. Кирлан, М.А. Тюрина, Р.М. Ахметшин, Э.А. Матросов
СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ В РАМКАХ КОМПЛЕКСА СВОЙСТВ
«ПЕСТИЦИДНАЯ АКТИВНОСТЬ-ТОКСИЧНОСТЬ»
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Научно-исследовательский институт гербицидов и регуляторов
роста с опытноэкспериментальным производством АН РБ,г. Уфа
Производные сульфонилмочевины перспективны в качестве
эффективных
гербицидов,
регуляторов
роста
растений,
фунгицидов. Они проявляют малую токсичность при однократном
32
воздействии (4 класс опасности). В то же время, наличие
функциональной кумуляции, установленное экспериментально (1
класс опасности, ГОСТ 12.1.007-76) свидетельствует о вероятности
токсического эффекта при длительном воздействии даже малых доз
этих соединений [1]. Низкий уровень острой токсичности
определяет наличие незамещённого сульфонилмочевинного
мостика, который разрушается при биотрансформации молекул.
Структурно-токсикологический
анализ
расчётных
данных,
полученных в рамках компьютерной системы SARD-21, показал,
что функциональные группы фрагмента -(SO2)-(NH)-(C=O)наименее токсичны и наименее предпочтительны к замене в рамках
токсичности, что определяет их как «антитоксофоры». На
возможность хронического отравления оказывают влияние
циклические фрагменты, содержащие замещенный арил или
гетероцикл, рис. 1. Опасны сочетания бензольного цикла с хлорзаместителем в о-положении и триазинового цикла; карбоэтокси
группы при фениле и пиримидинового цикла; диметил-амино- и
изопро-пилидениминокси групп в 4-м и 6-м положениях
триазинового цикла.
r= -0,229
SO2 NH CO NH C
2;3 2
r=0,132
3
CH3
r= -0,273
4
N C
1
Cl 1
2
N
3
SO2 NH CO NH C
N
N
O
CH3
N
O
r=0,053
15
r=-0,217
Cl
C 1
C
OCH3
O
CH2 CH3
9
8
r=-0,190
r=-0,281
1
2
ЛД50=5546 мг/кг
ЛД50=4102 мг/кг
Рисунок 1 - Структурный анализ с учётом токсичности, где rоценка информативности по токсичности; Δ-«антитоксофоры»; 13 - места модификации по токсичности
Данные фрагменты имеют наибольшие расчётные значения
информативности по токсичности, стоят на первых трёх местах
33
замены и принадлежат к группе «токсофоров». При анализе
активных молекул так же важно учитывать наличие фрагментов «токсофоров», способных, несмотря на общий малотоксичный
уровень молекул, проявлять свои негативные свойства при
дальнейшей их биотрансформации.
Например, в базовой структуре 3 (таблица 1) из группы
регуляторов роста растений (РРР) исключение токсичного
фрагмента хлорзамещённого фенила снижает возможность
проявления как общей токсичности, так и функциональной
кумуляции.
Таблица 1 - Анализ структур регуляторов
роста растений с учётом токсичности
*
SO2 NH
CH3
1
CO
3
N
CH
1*
2
Cl
3*
COOC3H7
2, 2*
2*
CF3
Базовая структура 3 (РРР, прогноз ЛД50: 10002000 мг/кг)
SO2 NH
COOCH3
CO
N
N
CH2 COOC2H5
SO2 NH
COOCH3
S
CO
N
N
CH2 COOCH3
S
4
5
прогноз РРР,
прогноз РРР,
ЛД50: 2000-5000
ЛД50: 2000-5000 мг/кг
мг/кг
где Δ-«антитоксофоры»; 1-3, 1*-3*- приоритеты модификации по
активности и токсичности.
При проведении моделирования новых биологически активных
соединений
важно
выявлять
и
исключать
сочетания
функциональных групп, способные оказывать как явное, та и
отдалённое токсичное влияние на живые организмы.
34
Работа проведена в рамках госконтракта № 14.740.11.0366.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Повякель Л.И., Любинская Л.А. Структура - пестицидная
активность - токсичность производных сульфонилмочевин //
Актуальные вопросы токсикологии, гигиены применения
пестицидов и полимерных материалов в народном хозяйстве.Киев.- 1991.- С. 40.
УДК 547.413
В.С. Климаков, А.В. Зорин, С.С. Вершинин, Л.Н. Зорина
СИНТЕЗ α - АЛКОКСИУКСУСНЫХ КИСЛОТ
Уфимский государственный нефтяной технический университет, г.
Уфа
α-Замещённые производные уксусных кислот являются
доступными продуктами органического синтеза, наиболее удобным
методом их получения является нуклеофильное замещение хлора в
монохлоруксусной кислоте, производимой в промышленности в
крупных масштабах. На её основе получены разнообразные α–замещённые производные, используемые в качестве гербицидов,
косметических средств, аналитических реагентов и других.
Нами осуществлён синтез α-алкоксиуксусноых кислот
нуклеофильным замещением хлора в хлорацетате натрия на
различные алкоксильные остатки, а так же проведена оптимизация
условий синтеза.
Установлено, что при взаимодействии алкоголятов натрия
бутилового, втор - бутилового, трет - бутилового и
циклогексилового спиртов, а так же этиленгликоля в полярных
растворителях (диоксан, ТГФ) при температуре кипения
реакционной смеси образуются соли
α - алкоксикарбоновых
35
кислот, при обработке которых водным раствором соляной
кислоты, выделяются соответствующие
α алкоксиуксусные кислоты.
R = C4H9, втор - C4H9, трет - C4H9, цикло - C6H11
Выходы
продуктов
и
продолжительность
реакций
существенно зависят от природы растворителя и строения
алкоголята.
Показано,
что
микроволновой
нагрев
существенно
увеличивает скорость протекания реакций.
Строение
образующихся
продуктов
подтверждено
1
13
спектрально (ЯМР Н и С).
Методом
конкурирующих
реакций
исследована
относительная реакционная способность алкоголятов различных
спиртов в реакции нуклеофильного замещения хлора в хлорацетате
натрия.
Установлено, что активность изученных алкоголятов
снижается в ряду:
С4Н9ОNa > втор - C4H9ONa > трет - C4H9ONa > цикло - C6H11ONa
36
УДК 547.954.681.3.06
Е.В. Ключарева, Е.В. Надыршина, Е.Д. Шорникова,
С.В.Леонтьева
ВЛИЯНИЕ МЕТОКСИГРУППЫ НА ТЕРМИЧЕСКИЕ
ПРЕВРАЩЕНИЯ Α,Γ-ДИМЕТИЛАЛЛИЛОВЫХ ЭФИРОВ
МЕТОКСИФЕНОЛОВ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Основными продуктами термической перегруппировки ,диметилаллилового эфира фенола (1) являются монозамещенные
алкенилфенолы 2 и 3, в соотношении 10:1, в незначительном
количестве образуются диалкенилфенолы 4 и 5. Наличие в
продуктах
перегруппировки
пара-алкенилфенола
и
диалкенилфенолов объясняется возможным развитием, наряду с
классическим [3,3]-сигматропным сдвигом аллильного фрагмента,
другого канала реакции – через внутримолекулярный -комплекс с
последующей его перегруппировкой или миграцией аллильного
фрагмента.
OH
+
1
OH CH3
CH3 OH CH3
OH
+
H3C
CH3
CH3
+
H3C
2
4
3
CH3
5
Нами оценено влияние положения метоксигруппы в
ароматическом ядре на состав продуктов термической
перегруппировки (200 ºС, додекан, аргон, 1 ч) α,γдиметилаллиловых эфиров орто- (6), мета- (7) и пара- (8)
метоксифенолов (хромато-масс-анализ реакционных масс – «Agilent»,
колонка HP-5MS 30×0,25×0,25, Tинж.=250 ºС, Tион.ист.=230 ºС, Tквадр.=150
ºС, Еионизации=70 эВ; квантово-химические расчеты – B3PW91/6-31G(d)).
37
Выявлено, что при орто-положении метоксигруппы в
ароматическом кольце происходит наибольшее, по сравнению с
перегруппировкой эфира 1, понижение энергетического барьера
реакции (~ на 3 ккал/моль). При перегруппировке эфира 6
кинетически более выгоден процесс [3,3]-сигматропного сдвига,
однако термодинамически более выгодным является образование
интермедиата через π-комплекс. Преобладание термодинамического
фактора, вероятно определяет наличие в продуктах перегруппировки
эфира 6 6- и 4-(α,γ-диметилаллил)-2-метоксифенолов в соотношении
4:1. Значимая роль термодинамического контроля подтверждается
также преимущественным образованием 2-(α,γ-диметилаллил)-5фенола в результате перегруппировки эфира 7.
Работа проведена в рамках госконтракта № 14.740.11.0366
УДК 615.36:547.454 012
Е.И. Коптяева1, Р.Х. Мударисова2
МЕХАНОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ КОМПЛЕКСОВ ПЕКТИНА
С ХЛОРСУЛЬФУРОНОМ
1) Научно-исследовательский технологический институт
гербицидов и регуляторов роста растений АН РБ
г. Уфа
2) Институт органической химии Уфимского научного центра
Российской академии наук
г. Уфа
Одной
из
важнейших
проблем
современного
сельскохозяйственного производства является защита растений от
сорняков. До сих пор для защиты растений в основном применяются
химические методы, среди которых преобладает обработка
гербицидами. Гербициды обладают высокой эффективностью, но
вместе с тем имеют ряд недостатков, таких как вредное воздействие
на окружающую среду, способность аккумулироваться в тканях
38
растений, низкая растворимость в воде [1,2]. В сельском хозяйстве
для защиты растений от сорняков широко применяется гербицид
избирательного
действия
хлорсульфурон
(ХСТ)
(1-(2хлорфенилсульфонил)-3-(4метокси-6-метил-1,3,5-триазин-2ил)мочевина). ХСТ используется для послевсходовой обработки
посевов пшеницы, ржи, ячменя, овса, льна. Существенным
недостатком, ограничивающим применение этого гербицида, является
плохая растворимость в воде. В последнее время чрезвычайно
актуальной задачей является замена токсичных химических средств
защиты растений на нетоксичные природные соединения, в
частности, на полисахариды, которые могут применяться как
самостоятельно, так и в комбинации с уже известными пестицидами.
Среди биогенных полимеров, которые могут быть использованы для
этой цели, значительный интерес представляет пектин (П),
обладающий
разнообразной
биологической
активностью,
нетоксичностью, способностью к биодеградации. Известно, что
многие нерастворимые или плохо растворимые в воде биологически
активные вещества после иммобилизации на биополимер становятся
водорастворимыми.
Механохимический путь получения таких
соединений обладает значительными преимуществами по сравнению
с традиционными жидкофазными процессами, так как он протекает в
одну технологическую стадию и без участия растворителей.
Целью данной работы является твердофазное механохимическое
получение комплексов П с ХСТ, обладающих низкой токсичностью и
повышенной растворимостью, изучение некоторых свойств продуктов
реакции. Механохимическая активация проводилась в планетарной
мельнице МАС-1-2-0.1 в течение 10 минут, соотношение полисахарид
: ХСТ = 20:1.
Спектральными
методами
установлено
образование
комплексного соединения. УФ-спектр ХСТ при его концентрации в
фосфатном буфере с рН=7 1·10-5 моль/л характеризуется наличием
одного максимума поглощения при 235 нм. В электронном спектре не
обработанной смеси П+ХСТ не происходит значительных изменений.
В спектрах растворов активированных смесей
наблюдается
значительное увеличение интенсивности полосы поглощения, что
может говорить о происходящем взаимодействии между
39
биополимером и гербицидом и образовании комплексного
соединения. В ИК-спектрах активированной смеси П+ХСТ по
сравнению с активированным ХСТ происходят изменения в области
гидроксильных и гликозидных групп молекулы полисахарида и
аминогрупп ХСТ, что может свидетельствовать о взаимодействии
веществ по этим группам за счет образования водородных связей.
Растворимость ХСТ определяли методом ВЭЖХ. В комплексе,
полученном механохимической активацией, растворимость гербицида
значительно повышается, что показывает высокую эффективность
пектина в качестве комплексообразователя. На растворимость
образцов влияют конформационные и конфигурационные изменения
в полисахариде. Об этом свидетельствуют изменения углов вращения
активированных образцов.
Была
определена
скорость
растворения
исходного,
активированного ХСТ и его комплекса с П. Механическая обработка
ХСТ в присутствии полисахарида приводит к значительному
повышению скорости растворения, чем диспергирование чистого
ХСТ. Основная причина повышения скорости растворения гербицида
может быть связана не только с уменьшением размеров частиц
образцов при их механической обработке и нарушением
кристаллической структуры ХСТ, но и с образованием молекулярных
комплексов между гербицидом и полимером.
Таким образом, показана возможность твердофазного
механохимического синтеза комплекса малорастворимого гербицида
ХСТ с природным полисахаридом П, обладающего повышенной
растворимостью.
Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП
Госконтракт № 02.740.11.0648.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Макеева-Гурьянова Л.Т., Спиридонов Ю.А., Шестаков В.Г. //
Агрохимия. 1987. №2. С.115
2. Кузнецов В.М. Химико-технологические основы разработки и
совершенствования гербицидных препаративных форм. Москва.
Химия. 2006
40
УДК 547.57
В.М. Котлов, С.С. Вершинин
СИНТЕЗ 4-НИТРОАЦЕТОФЕНОНА ИЗ 4НИТРОБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
4-Нитроацетофенон является предшественником ряда лекарственных препаратов, в том числе, группы β-адреноблокаторов.
Существуют различные способы получения нитроацетофенонов,
приводящие к смеси изомеров, в том числе, нитрование
ацетофенона и ацилирование нитробензола.
Нами осуществлён синтез 4-нитроацетофенона взаимодействием диэтилэтоксимагниймалоната и 4-нитробензоилхлорида с
последующим декарбоксилированием образовавшегося диэтил-2(4-нитробензоил)малоната. Синтез включает следующие стадии:
1) получение хлорангидрида 4-нитробензойной кислоты
O
O
OH
+ SOCl2
O2N
Cl
бензол
кипячение; 3 ч
O2N
2) образование этоксимагниймалоната взаимодействием металлического магния с абсолютным этанолом и малоновым эфиром
в среде абсолютного диэтилового эфира
O
O
OEt
+ EtOH + Mg
OEt
EtOMg
O
41
OEt
C
OEt
CH
Et2O
O
C
3) взаимодействие этоксимагниймалоната и хлорангидрида
4-нитробензойной кислоты с образованием диэтил-2-(4-нитробензоил)малоната
O
O
O
Cl
+ EtOMg
C
OEt
C
OEt
O
CH
O2N
Et2O
C
O2N
O
C
OEt
C
OEt
CH
O
4) кислотный гидролиз диэтил-2-(4-нитробензоил)малоната и
образование 4-нитроацетофенона.
O
O
C
O2N
C
OEt
C
OEt
CH
H2SO4; H2O; AcOH
кипячение; ч
-2CO2
O
O2N
CH3
O
Выход продукта достигает 60%. Данная схема может быть
также реализована в синтезе ряда других алкил- и
арилметилкетонов.
УДК 547.541.1
Г.Г. Мазгарова, Р.Р. Гатауллин
ПОЛУЧЕНИЕ (2RS,3RS,1′SR)-N-ТОЗИЛ-2-(1ФОРМИЛОКСИЭТИЛ)3,5-ДИМЕТИЛИНДОЛИНА
Институт органической химии УНЦ РАН, г.Уфа
Реакцией
йодциклизации
N-тозил-2-(2-пентен-4-ил)-4метиланилина 1 в присутствии гидрокарбоната натрия получена
смесь (2RS,3RS,1′SR)-N-тозил-2-(1'-йодэтил)-3,5-диметилиндолинов
42
2 и 3 в соотношении 1:4. Соединение 3 легко отделяется
кристаллизацией смеси из этанола и получено с выходом 42%.
CH3
CH3
H3C
CH3
TsCl
CH3
áåí çî ë
ÒÝÀ
NH2
I2
NaHCO3
CH2Cl2
NH
Ts
1
4
CH3
I+
1'
H3C
H3C
I+
H 3C
CH3
CH3
NH
NH
Ts
Ts
Б
А
CH3
H3C
1
3
2
Ts
+
CH3
N
CH3
H 3C
CH3
N
1'
I
Ts
2
I
3
Кипячением соединения 3 в ДМФА получен эфир муравьиной
кислоты 5 с выходом 43% и, как мы предполагаем, изомерный
соединению 3 (1SR)-стереоизомер 6 (~20%). Как мы предполагаем,
образование соединения 5 осуществляется по маршруту 3 → В → Г
→ 5, а соединение 6 является продуктом изомеризации под
действием выделившегося в ходе реакции аниона йода.
43
CH3
H3C
Í
CH3
H 3C
H
CH3
H
N
Ts
Me2NCHO
êèï ÿ÷åí èå
N
I
Í
+
CH3
N
H
N
Ts
H
N
Î
I
H
Â
CH3
H3C
CH3
I
-Me2NH HI
H2O
CH3
CH3
6
5
H3C
H
Ts
Î ÑÍ Î
Ts
3
CH3
H3C
Î
Ts
H
N(CH3)2
Ã
CH3
H3C
H
CH3
N
I-
Ts
CH3
I-
I
+
N (CH3)2
Ä
УДК 547.57
В.М. Котлов, Э.Р. Миндиярова, С.С. Вершинин
ПОЛУЧЕНИЕ 2-МЕТИЛ-2-(4-НИТРОФЕНИЛ)-1,3ДИОКСОЛАНА В УСЛОВИЯХ НАГРЕВА
МИКРОВОЛНОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
2-Метил-2-(4-нитрофенил)-1,3-диоксолан может быть использован в качестве предшественника в синтезе нифеналола и соталола – лекарственных препаратов группы β-адреноблокаторов.
Нами исследована ацетализация 4-нитроацетофенона этиленгликолем в условиях кислотного катализа при конвекционном и
микроволновом нагреве. Реакцию проводили в мономодовой микроволновой установке. В качестве растворителя применяли бензол.
Реакционную смесь кипятили при интенсивном перемешивании с
азеотропной отгонкой воды.
44
Ацетализацию 4-нитроацетофенона этиленгликолем изучали
при соотношении реагентов, равном 1:2 и двух значениях мощности
(определяли по термодинамическим параметрам), передаваемой
источником электромагнитного излучения, а также при
конвекционном нагреве.
O
O
O
C6H6; p-TsOH
+
HO
OH
O2N
D или МВИ
O2N
Таблица- Содержание 2-метил-2-(4-нитрофенил)-1,3-диоксолана в
реакционной смеси при 80 и150 Вт МВИ и конвекционном нагреве
Время, мин
20
45
Содержание 2-метил-2-(4нитрофенил)-1,3-диоксолана в
реакционной смеси, %
МВИ, 80
МВИ,

Вт
150Вт
19
34
44
36
59
55
Анализ полученных данных показывает, что в условиях микроволнового нагрева возрастает выход 2-метил-2-(4-нитрофенил)1,3-диоксолана, по сравнению с выходом в условиях конвекционного нагрева за одинаковое время протекания реакции, причём
выход продукта незначительно меняется с изменением мощности.
45
УДК 615.36:547.454 012
М.В Миронова1, Л.А. Бадыкова2, Р.Х.Мударисова2
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ АРАБИНОГАЛАКТАНА
ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ С ЦИПРОФЛОКСАЦИНОМ
1
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
2
Институт органической химии УНЦ РАН, г. Уфа
В данной работе спектрофотометрическими методами
исследовано
взаимодействие
природного
полисахарида
арабиногалактана
(АГ)
лиственницы
сибирской
с
антибактериальным
препаратом
группы
фторхинолонов
ципрофлоксацином (ЦПФ).
АГ
обладает
уникальным
комплексом
свойств
водорастворимостью,
низкой
токсичностью
и
высокой
физиологической активностью. Высокомолекулярная природа,
мембранотропные, гастропротекторные и иммуномодуляторные
свойства,
способность
к
рецепторному
промежуточному
эндоцитозу АГ дают основание рассматривать его как нетоксичный
носитель фармакологических молекул и ионов для получения
биологически активных соединений пролонгированного действия.
Комплексообразование изучали в водных растворах методами
изомолярных серий и мольных отношений, на основании которых
были определены состав и константа устойчивости полученного
соединения.
Электронный спектр ЦПФ при его концентрации в водном
растворе 0,9·10-6 моль/л характеризуется наличием одного
максимума поглощения при 282 нм. При добавлении в раствор
сравнимого количества АГ наблюдается незначительный
гипсохромный сдвиг (на 3-4 нм), интенсивность пика поглощения
при этом возрастает. Увеличение интенсивности и положения пика
поглощения в УФ спектре ЦПФ в присутствии АГ указывает на
происходящее между ними комплексообразование (рН 7).
46
Для определения состава полученного соединения была
получена зависимость поглощения растворов АГ+ЦПФ от
концентрации АГ при постоянной концентрации ЦПФ.
Графическая зависимость оптической плотности растворов ЦПФ от
концентрации арабиногалактана показывает присутствие в растворе
комплексов (АГ+ЦПФ) состава 1:1, т.е. при образовании комплекса
на одну структурную единицу АГ приходится одна молекула ЦПФ.
По полученным данным была подсчитана константа
устойчивости данного комплекса. Она составила 3,8·103 л/моль.
В ИК спектре полученного комплекса наблюдается
значительное смещение максимума поглощения ОН - групп (36003050 см-1) до 50-100 см-1, что свидетельствует о взаимодействии
полимерного носителя с лекарственным соединением посредством
водородных связей с участием гидроксильных групп.
Таким
образом,
при
взаимодействии
природного
полисахарида арабиногалактана с ципрофлоксацином образуется
комплекс средней устойчивости состава 1:1. Полученные
результаты дают возможность создания новых эффективных
препаратов противовоспалительного действия.
УДК 547.78
Л.А. Хальфитдинова, Р.А. Ишбаева, Х.Ф. Сагитдинова
НЕКОТОРЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ
ХЛОРЦИКЛОПЕНТЕНИЛАМИНОВ
Башкирский государственный университет, г. Уфа
Ранее нами было показано, что нитроны получаемые на основе
хлоридов пиридиния из N-циклопентенил(алкенил)анилинов в
момент получения испытывают внутримолекулярное 1,3циклоприсоединение
по
имеющейся
двойной
связи
циклопентенильного фрагмента с образованием бициклических и
47
трициклических соединений. Поэтому одним из направлений
представленной работы относится к синтезу новых нитронов на
основе
3N-замещенных
5-аллил-4,4-диметокси-2,3,5трихлорциклопент-2-ен-1-она.
Исходный 5-аллил-4,4-диметокси-2,3,5-трихлор-циклопент- 2ен-1-он 3 был наработан по известной методике из
гексахлорциклопентадиена 1 (схема 1).
Схема 1.
Cl
Cl
Cl
KOH,MeOH
ONa
Cl
DMCO
Cl
Cl
O
OMe
Cl
MeO
Cl
Cl
Cl
Cl
1
Cl
2
Cl
OMe
OMe
3 (60%)
Далее взаимодействием соединения 3 с анилином и
бензиламином в бензоле синтезированы новые 3N-производные 4 и
5 с выходом 50% и 60% соответственно (схема 2).Следует отметить,
что реакция с бензиламином в метаноле в описанных ранее
условиях не привела к ожидаемому результату, а при добавлении
КОН наблюдалось образование триметоксипроизводного 8.
Схема 2.
O
Cl
PhCH2NH2
PhCH(CH3)NH2,
Cl
H
OMe
OMe
Cl
3
N
MeO
Cl
O
O
C6H6, 50 C
PhCH2NH2,
MeOH, KOH
Cl
O
CI
O Cl
OMe
OMe
48
OMe
OMe
RHN
4)R=C6H5
( 50% )
5)R=CH2C6H5
( 60% )
6)R=CH(CH3)C6H5
( 55% )
7)R=
( 62% )
N
O
Реакция
аллилтрихлорциклопентенона
3
с
αметилбензиламином также приводит к ожидаемому 3Nфенилэтиламинопроизводному 6 с умеренным выходом.
Взаимодействие
5-алленилтрихлорциклопентенона
9
с
анилином дает соответствующее 3N-замещенный продукт 10 с
хорошим выходом.
Схема 3
O
O
Cl
Cl
C
PhNH2
Cl
Cl
C
C6H6,t O C
OMe
OMe
Cl
PhNH
OMe
OMe
10 ( 65% )
9
Структура полученных соединений доказана данными ЯМРспектров. Так, в спектрах ПМР соединений 4-7 кроме известных
сигналов протонов 5-аллил- и 5-алленилциклопентенового
фрагмента появляются сигналы NH и Ph-групп в области 7.1-7.4
м.д., для спектра ЯМР 13С характерны сигналы углеродов Ph-кольца
в области 120.0-135.0 м.д., С3-атома циклопентенового кольца при
156-159 м.д. В ПМР – спектре соединения 5 кроме указанных
имеются сигналы протонов СН2-группы бензильного заместителя в
виде мультиплета в области 4.85-5.00 м.д.; в спектре ЯМР 13С
сигнал атома с этой группы регистрируется при 47.76 м.д.
При последовательном действии хлорацетилхлорида и
пиридина на 3-ариламино-5-аллил(алленил)-2,5-дихлор- 4,4диметоксициклопент-2-оны-1 получены хлориды пиридиния
,хорошо растворимые в воде, дающие качественную реакцию на
хлорид –ион при действии нитрата серебра. Следует отметить, что
если хлорацетилирование анилинов протекает на холоду, то
циклопентениламины ацетилируются в более жестких условиях при
длительном кипячении хлорацетилхлорида и амина в бензоле в
присутствии
поташа.
Выходы
хлорацетамидов
49
циклопентениламинов составляют максимум 30%,что по-видимому,
связано с более низкой основностью и пространственным
строением
исходных
аминов.
Строение
хлорацетамидов
подтверждается данными спектров ПМР, в них отсутствуют
сигналы протонов вторичной амино- группы, но наблюдается
характерный синглетный сигнал хлорацетильной группы при 4,2
м.д. и другие сигналы циклопентенового кольца. Действие
нитрозобензола на хлориды пиридиния аминов (11-12) не привела к
ожидаемым нитронам, хотя визуально наблюдалось изменение
окраски реакционной смеси от зеленого до желтой, характерной для
амидонитронов.
O CL
CL
ArNH
OCH3
OCH3
O
1.CICOCH2CI
2. C5H5N
CL
O
CL
C6H5NO
OCH3
OCH3
ArN-CCH2NC5H5CL
O
4,Ar=C6H5
5,Ar=CH2C6H5
11,Ar=C6H5
12,Ar=CH2C6H5
CL
CL
OCH3
OCH3
ArN-CCH=NPh
O
O
Ar=C6H5
Ar=CH2C6H5
( 30% )
УДК 547.314
А.В. Султанова, В.Г. Сафарова, В.А. Выдрина
СИНТЕЗ (-)-ИЗОКАРАНОНА И ОКИСЛЕНИЕ ЕГО
КИСЛОТОЙ КАРО
Уфимский государственный нефтяной технический университет
Институт органической химии УНЦ РАН, г. Уфа
Известно, что химия стерически затрудненных хиральных
семичленных лактонов на данный момент мало изучена. Для
расширения набора семичленных лактонов нами планировалось
синтезировать 1S,5S,7R-5,8,8-триметил-4-оксабицикло[5.1.0]октан-
50
3-он (1) исходя из оптически активного монотерпена – (+)-Δ3карена(2).
O
O
1
2
Для превращения (+)-Δ3-карена (2) в соответствующий спирт
– (-)-изокаранол (4) – проведена реакция гидроборирования
двойной связи дибораном. Образующийся органоборан (3)
окисляли пероксидом водорода в водном растворе гидроксида
натрия и получали (-)-изокаранол (4).
OH
B
NaBH4 / Et2O*BF3
H2O2 / NaOH
THF
2
4
3
[]D20
-69.1 (âåù åñòâî )
Дальнейшее окисление гидроксильной функции в соединении
(4) проводили реакцией Кори – хлорхроматом пиридиния в сухом
хлористом метилене при комнатной температуре.
OH
O
O
PCC
+
CH2Cl2
5
4
9:1
6
Окисление (+)-изокаранона (5) кислотой Каро по БайеруВиллигеру, вопреки ожиданиям, не с образованием лактона –
1S,5S,7R-5,8,8-триметил-4-оксабицикло[5.1.0]октан-3-он (1), а с
51
разрывом циклопропанового кольца по связи С1-С7. При этом
образуются циклические мономерный гидроксилактон (7) и биспроизводное (8).
O
O
6 7
H2SO5
O
5
7 days
8
+
O
O
O
5
8
OH
7
54%
5
6 7
O
O
8`
8
28 %
[]D20 +25.7o (c 3.24, CHCl3)
[]D20 -8.3o (c 0.80, CHCl3)
УДК 542.943.5
Ю.Р. Султанова; В.Г. Сафарова; Ю.В. Легостаева
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕВРАЩЕНИЙ ПЕРЕКИСНЫХ
ПРОДУКТОВ ОЗОНОЛИЗА ПРИРОДНЫХ ОЛЕФИНОВ ПОД
ДЕЙСТВИЕМ АЗОТСОДЕРЖАЩИХ ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ В МЕТАНОЛЕ
Уфимский нефтяной технический университет
Институт органической химии УНЦ РАН, г. Уфа
Озонолитическое расщепление олефинов является удобным
методом функционализации соединений, содержащих кратные
связи. Поэтому превращения перекисных продуктов озонолиза
олефинов широко применяются в препаративном органическом
синтезе, причем их можно разделить на два типа: протекающие с
сохранением достигнутой степени окисления, промежуточной
между карбонильным соединением и карбоновой кислотой
(«реакции расщепления») и с её изменением (реакции
восстановления и окисления. Однако, по нашему мнению,
52
применение азотсодержащих органических соединений для этих
целей ограничено и представлено в реакциях «озонолизавосстановления» тиомочевинной, тетрацианэтиленом, пиридином,в
«реакциях
озонолиза-расщепления»
описано
применение
триэтиламина в комбинации с водой или уксусным ангидридом.
Целью
данной
работы
является
исследование
закономерностей восстановления перекисных продуктов озонолиза
циклических и ациклических природных олефинов различной
степени
замещенности
органическими
азотсодержащими
соединениями различной природы в метаноле.
Объектами исследования выбраны ди- [триглицерид
рицинолевой кислоты (1)] и три- [Δ3-карен (2), (+)--пинен (3)] замещенные олефины, в качестве реагентов применяли
солянокислые гидроксиламин и семикарбазид.
Использование
солянокислого
гидроксиламина
для
превращения перекисных продуктов озонолиза олефинов
ограничено лишь несколькими примерами, причем все они
выполнены в метаноле,и в зависимости от природы субстратов,
отмечено образование альдегидов, альдоксима и сложного эфира.
При переходе к циклоолефинам более сложного строения –
Δ3-карену (2) и (+)--пинену (3) – были получены соответствующие
кетоксимэфиры (4) и (5), структуры которых установлены методами
спектроскопии ЯМР 13С и ПМР.
1.
O3/MeOH, -50C
2.
NH2OH-HCl
CO2Me
N
HO
2
4
HO
N
1.
O3/MeOH, -50C
2.
NH2OH-HCl
CO2Me
3
5
53
В качестве другого азотсодержащего соединения для
превращения перекисных продуктов озонолиза нами был
использован семикарбазид солянокислый. Озонолизом касторового
масла(1)(содержание
(R)-рицинолевой
кислоты
85%)
с
последующей обработкой пероксидов данным реагентом получена
смесь (55:45) диэфира (6) и гидроксиэфира (7) с высокими
выходами.
OH
O
(CH2)7C O
OH
O
(CH2)7C O CH
CH3(CH2)5
CH3(CH2)5
OH
CH2
O
(CH2)7C O CH2
CH3(CH2)5
OH
1. O3/MeOH, 00C
2. NH2C(O)NHNH2-HCl
MeO2C(CH2)7CO2Me
CO2Me
CH3(CH2)5
6
7
55 : 45
1
При
обработке
перекисных
продуктов
озонолиза
тризамещенных монотерпеноидов (2) и (3) тем же реагентом с
высокими выходами получены соответствующие кетоэфиры (8) и
(9):
2
1.
O3/MeOH, -50C
2.
NH2C(O)NHNH 2-HCl
CO2Me
O
8
3
1.
O3/MeOH, -50C
2.
NH2C(O)NHNH 2-HCl
O
CO2Me
9
Таким образом, нами установлено, что семикарбазид и
гидроксиламин солянокислые являются эффективными реагентами
превращения перекисных продуктов озонолиза олефинов в
метаноле в карбонильные соединения, их азотсодержащие
производные и сложные метиловые эфиры. Предложена
54
эффективная схема синтеза микрокомпонента плазмы крови
человека [3(R)-гидроксинонановой кислоты], базирующаяся на
обработке перекисных продуктов озонолиза касторового масла
солянокислым семикарбазидом.
УДК 547.364
А. Ш. Сунагатуллина, Р.Н. Шахмаев, В.В. Зорин
Pd-КАТАЛИЗИРУЕМЫЙ СИНТЕЗ СОПРЯЖЕННЫХ
ЕНИНОВЫХ СПИРТОВ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Сопряженные ениновые спирты являются биологически
активными веществами и широко используются в органическом
синтезе, в частности, для получения феромонов насекомых с
сопряженной диеновой системой. Перспективным методом синтеза
данных соединений является Pd-катализируемое кросс-сочетание
винилгалогенидов и алкинов (реакция Соногаширы).
Нами исследована возможность стереонаправленного синтеза
сопряженных ениновых спиртов на основе кросс-сочетания
винилгалогенидов с алкинами в присутствии палладиевых и
медных катализаторов.
Установлено, что при взаимодействии винилгалогенидов (1-3)
с алкинами (4-6) в присутствии палладиевых катализаторов
(Pd(PPh3)4, Pd(PPh3)2Cl2, Pd(PhCN)2Cl2) и CuI в аминах с высокими
выходами образуются соответствующие ениновые спирты (7-9).
При этом изменения конфигурации заместителей при двойной
связи не наблюдается. КССВ винильных атомов водорода
составляет 15.6 – 15.9 Гц, что свидетельствует о трансоидной
конфигурации двойной связи.
55
Строение и стереохимическая чистота
полученных
соединений подтверждена данными спектроскопии ЯМР 1H, ЯМР
13
С и хроматомасс-спектрометрии.
УДК 547.596 + 547.596.4
В.С. Тухватшин1, А.А. Смольников1, Э.Р. Латыпова1,
Р.Р. Муслухов2, Г.Ю. Ишмуратов1,2, Р.Ф. Талипов1
ТИИЛИРОВАНИЕ ЭПОКСИДА (R)-4-МЕНТЕН-3-ОНА
1
Башкирский государственный университет, г. Уфа
2
Институт органической химииУНЦ РАН, г. Уфа
С целью увеличения возможностей использования доступного
(R)-4-ментен-3-она 1 в синтезе серусодержащих производных и
выхода к потенциально биологически активным соединениям, нами
была проведена реакция тиилирования 4,5-эпоксиментан-3-она 2,
который, в свою очередь, синтезирован окислением енона 1
щелочным раствором пероксида водорода.
Установлено, что тиилирование эпоксида енона 2 протекает
не как нуклеофильное замещение [1, 2] с образованием
терпенсульфида 3, а сопровождается трансформацией, приводящей
к образованию α,β-ненасыщенного циклического кетона 1.
56
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. В.А. Моргунова, Л.Е. Никитина, В.В. Племенков, М.Г.
Фазлыева, Ю.В. Чугунов, ХПС, 197 (1999).
2. Л.Е. Никитина, В.В. Племенков, С.А. Диева, О.А.
Лодочникова и др., Журн. общей. химии, 71, 1283 (2001).
УДК 547.841:541.63
Ш. Ю. Хажиев, М.А. Хусаинов
ГОШ-И ТРАНС- ОРИЕНТАЦИЯ ИОДМЕТИЛЬНЫХ ГРУПП
5,5-ДИИОДМЕТИЛ-2-R-1,3-ДИОКСАНА
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г.Уфа
Интерес к структурным исследования 1,3-диоксанов
обусловлен особенностями строения и использованием этих
соединений в тонком органическом синтезе [1]. Была определена
наиболее устойчивая форма из четырех гош-и транс-конформеров
5,5-дииодметил-1,3-диоксана
(рис.1).
Исследовано
влияние
природы заместителя во втором положении на относительную
57
энергию форм (табл.1). Расчеты проводили программой природа
(PBE/3z, программа “Priroda 4.07”, Лайков Д., МГУ).
R2
R2
R2
I
O
I
II
CH2
R1
O
H2C
I
I
R1
O
H2C
O
CH2
I
R1
O
H2C
O
H2C
I
I
II I
R2
I
R1
O
H2C
O
H2C
I
IV
рис.1.Формы I-IV 5,5-дииодметил-1,3-диоксана
табл.1. Относительна энергия форм I-IV
заместитель
во втором
положении
(R1=H и
R2=H)
(R1=C6H5 и
R2=H)
(R1=i-Bu и
R2=H)
(R1=Me и
R2= C6H5)
(R1=Me и
R2= H)
*)
ΔЕ*
I
II
III
IV
0
1,32
6,54
7,64
0
1,30
6,86
8,05
0
1,40
6,11
7,03
0
1,73
7,18
8,23
0
1,38
6,87
Относительно конформера I.
7,78
Получено , что наиболее устойчивой является форма I.
Природа заместителя значительно не влияет на относительную
энергию. Наибольшее значение она принимает когда фенил в
аксиальном положении, а метил в экваториальном положении.
Также по формуле ∆G=-R·T·lnK было рассчитано процентное
соотношение форм в смеси с формой I (табл.2).
58
табл.2. Процентное содержание форм I-IV в смеси с
I формой
заместитель во
втором
положении
(R1=H и R2=H)
(R1=C6H5 и
R2=H)
(R1=i-Bu и
R2=H)
(R1=Me и R2=
C6H5)
(R1=Me и R2=
H)
процентное содержание в смеси с
I формой, %
I
II
III
IV
100
7,8
0,00045 0,000111
100
9,1
0,000319 0,000641
100
6,8
0,000111 0,000033
100
4,6
0,00048 0,000032
100
7,8
0,00042
0,00009
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Рахманкулов Д.Л., Караханов Р.А., Злотский С.С., Кантор
Е.А., Имашев У.Б., Сыркин А.М. Итоги науки и техники.
Технология органических веществ. М.: ВИНИТИ, 1979.
УДК 547.917
Ю.А. Халилова, А.Н. Пилипенко, О.Ю. Доронина, Ф.А. Валеев
СИНТЕЗ ДЕКАНОЛИДНОГО ЯДРА НА ОСНОВЕ
ЛЕВОГЛЮКОЗЕНОНА И ЦИКЛОГЕКСА-1,3-ДИОНОВ
Институт органической химии Уфимского научного центра РАН,
г. Уфа
Башкирский государственный университет, г. Уфа
Деканолиды общей формулы I, выделенные из разнообразных
природных
источников,
обладают
антибактериальной,
противораковой, противогрибковой, гиполипидемической и др.
59
видами активности, перспективными для создания лекарственных
препаратов.
С целью создания деканолидного ядра мы получили аддукты
Михаэля – гетероциклизации левоглюкозенона с димедоном и
дигидрорезорцином и изучили возможности образования и
расщепления в них мостиковой двойной связи.
O
O
O
O
O
R1
R2
R1
OMe
O
R1
R2 2 R1=CH3, R2=CH3 (60%)
3 R1=H, R2=H (64%)
O
O
O
O
MeOH
p-TsOH
OH
O
O
H
O
O
1 O
O
O
H
1. O3, МеОН
2. NaBH4
R1
R2
R2 4 R1=CH3, R2=CH3 (95%)
5 R1=H, R2=H (75%)
OMe
OMe
6 R1=CH3, R2=CH3 (68%)
OH
OH
O
4
HCl/MeOH (13%)
O
H3C
OMe
H3C
OMe
OMe
O
O
H
+
O
OMe
O
H3C
7 (42%)
CH3
OMe
8 (16%)
1. O3, МеОН
2. NaBH4
O O
O
H3C
OMe
H3C
O
OH
OMe
OMe
9 (22%)
Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ-Поволжье «1103-97024-р_поволжье_а» и федеральной целевой программы
«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
(государственный контракт № 14.740.11.0367).
60
УДК 547.455
1
Л.С. Хасанова, 1З.Р. Валиуллина, 2Р.А. Ахмадеева,
2
Р.М. Ганиева, 1Ф.А. Гималова, 1М.С. Мифтахов
СИНТЕЗ НОВОГО ДИСАХАРИДНОГО БЛОКА ДЛЯ OSW-1
1
Институт органической химии Уфимского научного центра РАН,
г. Уфа
2
Башкирский государственный университет, г. Уфа, Россия
В синтезе антиракового холестанового гликозида OSW-1
важной и отдельной задачей является приготовление блок-синтонов
для формирования его бокового дисахаридного заместителя при С16 [1,2], который состоит из 2-O-ацетил-L-арабинозной и 2-О-пметоксибензоил-D-ксилозной
частей,
соединенных
13
гликозидной связью. Работа посвящена синтезу дисахаридного
блока 1 для антиракового стероида OSW-1 на базе известных
составляющих: арабинозного 2 [1] и синтезированного недавно в
нашей лаборатории ксилозного 3 [3] фрагментов.
O
CH3
CH3
CH3
TBSO
OCH3
OH
O
O
O
O
OH
OCH3
1
HO
HO HO
SPh
O
O
AcO
OSW-1
O
O
O
OCC6H4OMe-p
OAc
O
OCC6H4OMe-p
O
HO
OCH3
O
SPh
HO
2
NH
O
O
OCH3
OAc
OCCCl3
O
3
OCC6H4OMe-p
O
Вначале силилированием диола 2 действием трет-бутилдиметилхлорсилана в CH2Cl2 в присутствии имидазола (Im) при
61
комнатной температуре получали смесь монозамещенных
соединений 4 и 5 в соотношении 3:1, которые были разделены
колоночной хроматографией на SiO2.
TBSO
2
HO
t-BuMe2SiCl
O
Im, CH2Cl2, rt
74%
HO
4
O
+
SPh
SPh
TBSO
3 : 1
OAc
OAc
5
В качестве гликозид-донора для сочетания с 4 в подходе к
дисахариду 1 использовали ранее синтезированный имидат 3 [3],
полученный через бис-ацеталь 6.
OCH3
O
HO
HO
d-xylose
NBS
O
O
OH
SPh
O
CH2Cl2-H2O
OH
OCH3
OCC6H4OMe-p
6
O
OCH3
OCH3
O
O
CCl3CN, DBU
OH
O
OCH3
OCCCl3
O
OCC6H4OMe-p
7
NH
O
O
OCH3
OCC6H4OMe-p
3
O
O
Ключевую стадию сочетания имидата 3 с гликозидакцептором 4 проводили в известных условиях промотируемой
BF3Et2O конденсации [4], что привело к целевому дисахариду 1.
OCH3
TBSO
O
SPh
HO
4
O
+
BF3 Et2O, CH2Cl2
OCCCl3
O
OCH3
OAc
4Ao MS
NH
O
3
OCC6H4OMe-p
O
TBSO
OCH3
O
O
O
OCH3
SPh
O
O
1
62
OCC6H4OMe-p
O
OAc
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Yu W.S., Jin Z.D. // J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 6576.
2. Ma X., Yu B., Hui Y., Miao Z., Ding J. // Carbohydrate Res. 2001,
334, 159.
3. Хасанова Л.С., Гималова Ф.А., Торосян С.А., Фатыхов А.А.,
Ганиева Р.М., Мифтахов М.С. // Журн. орг. хим. 2011, 47, 1115.
4. Bock K., Pedersen C. // J. Chem. Soc. Perkin Trans 2. 1974, 293.
УДК 541.63:541.49:(546.98+546.922):547.792
Р.А. Хисамутдинов, О.В. Шитикова, Г.Р. Анпилогова,
Л.Г. Голубятникова, Л.В. Спирихин, Ю.И. Муринов
СТЕРЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КОМПЛЕКСОВ
ПАЛЛАДИЯ(II) И ПЛАТИНЫ(II) С (RS)-1-(4-ХЛОРФЕНИЛ)4,4-ДИМЕТИЛ-3-(1Н-1,2,4-ТРИАЗОЛ-1-ИЛ-МЕТИЛ)ПЕНТАН-3-ОЛОМ
Институт органической химии Уфимского научного центра РАН,
г. Уфа
В настоящее время большой интерес представляют
координационные соединения платины(II) и палладия(II) с
биологически активными азотсодержащими гетероциклическими
лигандами,
поскольку
многие
из
них
проявляют
противоопухолевую активность.
Нами синтезированы хлорокомплексы Pd(II) и Pt(II) с
фунгицидом тебуконазолом ((RS)-1-(4-хлорфенил)-4,4-диметил-3(1Н-1,2,4-триазол-1-ил-метил)-пентан-3-олом) прямым методом при
различном задаваемом соотношении металл:реагент (M:L), методом
элементного анализа установлен их состав (табл.). Изучено
строение комплексов на основании данных ИК спектроскопии и
полного отнесения сигналов в спектрах ЯМР 1Н и 13С реагента и
63
координационных соединений с учетом элементов симметрии
молекул комплексов и самого реагента.
Таблица. Характеристики реагента и комплексов.
M:L
Среда
ИК
Состав
соединений
Тпл.,
С
С16H22ClN3O
(L)
103104
1500
153
1532;
1516
1:1,
1:2
Вода-ацетон
PdCl2L2
1:1
Ацетонитрил,
нагревание
Pd2Cl4L2
1:1
Вода-ацетон
PtCl2L2
1:2
Вода-ацетон
PtCl2L2
135137
147148
117
νтриазол,
см-1
1536
1538;
1528
1535;
1528
Смещение комбинированной полосы поглощения валентных
и деформационных колебаний триазольного кольца реагента νтриазол.
в ИК спектрах комплексов в высокочастотную область (табл.), а
также максимальное смещение сигналов углеродных атомов (до 2,3
м.д.) и протонов (до 0,93 м.д.) триазольного кольца, наблюдаемое в
спектрах ЯМР изученных соединений по сравнению со спектрами
реагента, свидетельствуют о координации реагента к иону металла
по атому N(4) триазольного кольца.
Из водно-ацетоновой среды при М:L=1:1 и при М:L=1:2
выделены координационные соединения Pd(II), имеющие
идентичные состав PdCl2L2, температуру плавления (табл.), а также
спектры ИК и ЯМР 1Н и 13С. По данным ЯМР 1Н соединение
PdCl2L2 представляет собой смесь 1:1 эритро- и треодиастереомеров с одинаковой (транс- по данным ИК
спектроскопии)
конфигурацией
координационного
узла.
Химические сдвиги сигналов соответствующих протонов
отличаются на 0,01-0,02 м.д., отличий в спектрах ЯМР 13С не
наблюдается.
Образование
диастереомеров
обусловлено
64
использованием в качестве реагента рацемической смеси R- и Sэнантиомеров тебуконазола.
В среде ацетонитрила при кипячении и М:L=1:1 образуется по
данным ИК спектроскопии биядерное хлоромостиковое соединение
транс-Pd2Cl4L2, в котором по данным ПМР соотношение эритро- и
трео-диастереомеров также составляет 1:1, отличие сигналов
соответствующих протонов не превышает 0,02 м.д.
Координационные соединения Pt(II), выделенные из водноацетоновой среды, имеют состав PtCl2L2 (табл.). По данным ИК
спектроскопии и ПМР при М:L=1:1 образуется только трансизомер, а при М:L=1:2 – смесь 3:1 транс- и цис-изомеров.
Соотношение эритро- и трео-диастереомеров, как транс-PtCl2L2,
так и цис-PtCl2L2 составляет 1:1. Сигналы соответствующих
протонов диастереомеров отличаются на 0,01-0,08 м.д., атомов
углерода – на 0,05-0,10 м.д. Сигналы атомов углерода триазольного
кольца и атомов С(1) и С(4) бензольного кольца диастереомеров
цис-PtCl2L2 смещены на 0,2-0,8 м.д. в сторону сильного поля
относительно соответствующих сигналов транс-изомера.
Транс-МCl2L2
Cl
Транс-Pd2Cl4L2
LR
Cl
Cl
LR
LR
Cl
M
LS
Cl
LR
Cl
Pt
LR
Cl
LR
Cl
Pt
LS
Эритро-
Трео-
LR
Cl
LR
Cl
Pd
Pd
M
Cl
Cl
LS
Cl
Pd
Pd
Cl
LR
Cl
ТреоCl
ЭритроCH2
CH2
Cl
OH
C C(CH3)3
CH2
N1
Цис-PtCl2L2
HC
L
4N
N2
CH
Работа выполнена при финансовой поддержке Программы
ОХНМ-5 РАН.
65
УДК: 544.165+615.22
В.К. Хома, И.А Таипов, В.Р. Хайруллина, А.Я. Герчиков,
А.Г. Валитов Ф.С. Зарудий
СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНЫХ ИНГИБИТОРОВ
А4 ГИДРОЛАЗЫ
Башкирский государственный университет, г.Уфа
Лейкотриены А4, образующиеся под действием лейкотриена
А4-гидролаза
являются
медиаторами
аллергических
и
воспалительных процессов. Они образуются в результате
окислительного метаболизма арахидоновой кислоты через
несколько стадий. Ингибирование активности А4-гидролазы
позволит предотвратить образование этих эйкозаноидов. Целью
настоящей работы было теоретическое изучение взаимосвязи
«структура – активность» в ряду природных и синтетических
ингибиторов А4-гидролазы.
Исследования взаимосвязи «структура – активность» проводили
в рамках основных процедур компьютерной системы SARD-21
(Structure Activity Relationship & Design). Обучающая выборка
сформирована на основе 101 соединений, классифицированных на
две группы с альтернативными свойствами. В качестве критерия
при
классификации
использован
параметр
50-%-ного
ингибирования А4-гидролазы IC50. Ряд А содержит 57
среднеэффективных ингибиторов А4-гидролазы (IC50 10
мкмоль/л), в ряд В включено 44 низкоэффективных соединений с
IC50> 10 мкмоль/л. Модели распознавания и прогноза для
исследуемого типа активности формировали в результате
сочетания решающего набора структурных параметров и правил
классификации в виде логических уравнений типа С=F(S), где C –
свойство (ингибирующая активность по отношению к А4гидролазы), F – правила распознавания (алгоритм распознавания
образов, по которому производится классификация исследуемых
66
соединений, - геометрический или метод «голосования»), Sрешающий набор признаков (РНП). В результате был сформирован
РНП, на базе которого построена математическая модель прогноза
и распознавания ингибирующей активности для разных классов
азот-,
кислороди
серасодержащих
гетероциклических
ароматических соединений по отношению к 5-ЛОГ с уровнем
достоверного прогноза более 75 % по двум методам теории
распознавания образов: методу «голосования» и геометрическому
подходу. Дополнительно проанализировано влияние на активность
как отдельных функциональных групп, так и их различных
сочетаний. Полученные результаты позволяют осуществлять
компьютерное моделирование различных классов биологически
активных веществ с целью выявления потенциально селективных
ингибиторов
А4-гидролазы;
кроме
того,
найденные
закономерности
в
строении
эффективных
ингибиторов
каталитической активности А4-гидролазы могут служить основой
для направленного синтеза потенциальных ингибиторов данного
фермента.
УДК 547.461.6
А.Р. Чанышева, А.В. Зорин, А. Т. Зайнашев, В. В. Зорин
ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ СОЧЕТАНИЕ В РЕАКЦИИ
ЕНОЛАТА БУТИРАТА ЛИТИЯ С 1, 2-ДИБРОМЭТАНОМ
Уфимский государственный нефтяной технический университет ,
г. Уфа
Установлено, что при взаимодействии бутироксидианиона (1),
генерируемого
металлированием
масляной
кислоты
диизопропиламидом лития, с 1, 2-дибромэтаном (2) в
тетрагидрофуране в инертной атмосфере при нормальных условиях
вместо ожидаемой 2,5-ди-этиладипиновой кислоты образуется 2,3диэтилянтарная кислота (3).
67
Образование
2,3-диэтилянтарной
кислоты
из
металлированной масляной кислоты не является очевидным
результатом реакции и предполагает одноэлектронное окисление
енолат-дианиона (1) 1,2-дибромэтаном до анион-радикала (1а),
последующие превращения которого приводят к образованию 2,3диэтилянтарной кислоты (3):
Li CHCOO Li +
C3H7COOH + 2[(CH3)2CH]2NLi
C 2H 5
1 + BrCH2CH2Br
2[(CH3)2CH]2NH
1
C2H5CHCOO Li + BrCH2CH2Br Li
2a
1a
2
O Li
Li OCOCH
1 + 1a
C2H5
C
CH
O Li
C2H5
+2 -2a
2H+
2 (1a)
Li OCOCH
CHCOO Li
HOCOCH
CHCOOH
C2H5 C2H5
C2H5 C2H5
3
2a
- LiBr
BrCH2CH2
[H]
BrCH2CH3
Полученный результат согласуется с литературными
данными, где 1,2-дихлорэтан [1], иодистый метил [2] выступают в
качестве одноэлектронных окислителей дианионов непредельных и
ароматических соединений и в ходе реакции образуются продукты
окислительного сочетания, а не нуклеофильного замещения.
1.
2.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Hsu H.F. Ph.D. Thesis, University of Arizona, 1982;
Ogle C.A. M.S. Thesis, University of Arizona, 1980;
68
УДК 547.784.2
Б.Т. Шарипов, М.Р. Садыкова, И.Р. Рахматуллин, Ф.А. Валеев
СИНТЕЗ N-МЕТИЛУРОКАНОВОЙ КИСЛОТЫ
Институт органической химии Уфимского научного центра РАН,
г. Уфа
N-Метилурокановая кислота 5 является важным структурным
фрагментом элеутеробина, саркодиктиинов A и В, обладающими
таксолоподобным механизмом цитотоксического действия. Nметилурокановая кислота 5 оказывает определяющий вклад в
цитотоксическую активность этих элеутезидов [1]. В данной работе
показана возможность использования легкодоступной и дешевой Dглюкозы 1 для получения имидазолпроизводных и, в частности, Nметилурокановой кислоты 5.
Реагенты и условия: а) CH(COOMe)2, CH3COOH, Et2NH,
EtOH; b) CH(COOMe)2, CH3COOH, Et2NH, CH2Cl2; c) MeI, K2CO3;
d) KOH, MeOH.
Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП
«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
на 2009-2013, Госконтракт №14.740.11.036 и гранта РФФИПоволжье “11-03-97024-р_поволжье_а”
69
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Nicolaou K.C., Winssinger N., Vourlomis D., Ohshima T., Kim S.,
Pfefferkorn J. JACS. 1998. V.120. P.10814.
2. Шарипов Б.Т., Краснослободцева О.Ю., Кондрова Ю.А.,
Галимова Ю.С., Искакова М.М., Салихов Ш.М., Валеев Ф.А.
Способ получения транс-урокановой кислоты // заявка
№2010131808 от 28.07.2010. Патент
УДК 634.0.813
Р.К. Шамсунова, Р.Н. Насретдинова, Ю.С. Зимин
КИНЕТИКА ОЗОНИРОВАННОГО ОКИСЛЕНИЯ
ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ В ВОДНОЙ СРЕДЕ
Башкирский государственный университет, г. Уфа
Изучение кинетических закономерностей и механизма
реакции озона с органическими соединениями в водной среде имеет
практическое значение, так как многие важные процессы с
участием О3 (атмосферные процессы, очистка сточных вод)
протекают либо в водных растворах, либо в присутствии
значительных количеств водяных паров.
Настоящая работа посвящена исследованию кинетических
закономерностей взаимодействия озона с рядом органических
кислот в водных растворах. За кинетикой процесса следили
спектрофотометрически по изменению концентрации О3 в
реакционной смеси. В качестве объектов исследования были
выбраны лимонная, малоновая, масляная, янтарная и яблочная
кислоты. Опыты проводили при 40÷80ºC. Начальные концентрации
кислот в реакционной смеси изменяли в диапазоне (0.11.0)10–3
моль/л, озона – (3.24,9)10–4 моль/л.
Исследования показали, что в условиях эксперимента
кинетические кривые расходования озона хорошо линеаризуются в
70
координатах уравнения ln([O3]0/[O3]t) = kt, что свидетельствует о
первом порядке реакции по О3. Линейный характер зависимости
эффективной константы скорости реакции первого порядка k от
концентрации субстрата свидетельствует о первом порядке реакции
по субстрату. Показано, что наблюдаемая закономерность
выполняется для всех исследованных кислот во всем изученном
диапазоне условий проведения процесса.
Согласно полученным данным, наблюдается следующий
порядок реакционной способности органических кислот по
отношению к озону (60ºС): яблочная  малоновая  лимонная 
масляная  янтарная.
Из температурной зависимости константы скорости реакции
второго порядка, полученной для реакции озона с яблочной
кислотой в водных растворах, определены активационные
параметры процесса:
lnk=ln(10.00.2)-(44.50.3)/,
где =2.303RT (кДж/моль).
УДК 547.917
Б.Т. Шарипов, А.Н. Хакимова, А.О. Хабибуллина, Ф.А. Валеев
СИНТЕЗ (1R,2R,6R)-2-МЕТИЛ-6-ВИНИЛ-1-(1,2ДИГИДРОКСИЭТИЛ)ЦИКЛОГЕКС-3-ЕНА –
ПЕРСПЕКТИВНОГО ХИРАЛЬНОГО СИНТЕТИЧЕСКОГО
БЛОКА ДЛЯ АНАЛОГОВ ЭЛЕУТЕЗИДОВ
Институт органической химии Уфимского научного центра РАН;
г.Уфа
С целью выхода к базовым соединениям типа 8 для получения
аналогов элеутезидов [1], изучена трансформация аддукта ДильсаАльдера пиперилена с левоглюкозеноном 1. Так, углеводную часть
71
в аддукте левоглюкозенона с пипериленом 1 трансформировали в
(1R,2R,6R)-2-метил-6-винил-1-(1,2-дигидроксиэтил)циклогекс-3-ен
7, который перспективен для получения гидроксиацеталя 8.
Реагенты и условия: a) HCl, MeOH; b) p-TsCl, Py; c) NaI,
MeCN; d) Zn, Me2CHOH; f) NaI, Zn, MeCN; g) NaBH4, EtOH.
Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП
«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
на 2009-2013, Госконтракт №14.740.11.036 и гранта РФФИПоволжье “11-03-97024-р_поволжье_а”
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Nicolaou K.C., Winssinger N., Vourlomis D., Ohshima T., Kim S.,
Pfefferkorn J. JACS. 1998. V.120. P.10814.
72
УДК 547.544.47.661.744.14
О.М. Якупова,1 А.Р. Байгузина,2 Р.И. Хуснутдинов2
ПОЛУЧЕНИЕ АЛКИЛОВЫХ ЭФИРОВ БЕНЗОЙНОЙ
КИСЛОТЫ ИЗ БЕНЗОЛА
1
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
2
Институт нефтехимии и катализа РАН, г. Уфа
Разработан новый метод введения сложноэфирной группы в
молекулу бензола с получением практически важных эфиров
бензойной кислоты.
Эфиры
бензойной
кислоты
(метиловый,
этиловый,
пропиловый, бутиловый и амиловый), обладающие характерным
запахом, широко используются в парфюмерной промышленности
[1]. Бензойная кислота применяется в медицине для лечения
кожных
заболеваний
наружно
как
антисептическое,
противомикробное и противогрибковое средство. Натриевая соль
бензойной кислоты применяется в качестве отхаркивающего и
жаропонижающего средства. Бензойная кислота и ее натриевая соль
служат консервантами пищевых продуктов (Е210, Е211, Е212,
Е213).
Мы осуществили синтез эфиров бензойной кислоты на основе
новой сопряженной реакции бензола с четыреххлористым
углеродом и спиртами в присутствии железосодержащих
катализаторов.
Установлено, что при взаимодействии бензола с ССl4 и
алифатическими спиртами (метанол, этанол, н-пропанол, н-бутанол,
н-пентанол) в присутствии металлического железа и ацетилацетона
при температуре 130-150оС в течение 4-8ч при мольном
соотношении [Fe0(мет.)] : [ацетилацетон] : [бензол] : [СCl4] : [спирт]
= 10-20 : 1-10: 20 : 20-400 : 20-400 образуется эфир бензойной
кислоты. Оптимальные условия проведения реакции и
73
концентрации катализатора и реагентов отрабатывались на примере
взаимодействия бензола с этанолом, CCl4 в присутствии
катализатора. Было исследовано влияние на ход реакции
температуры (от 100оС до 180оС), продолжительности (1-12ч) и
концентрации реагентов и катализатора. В качестве катализатора
был исследован широкий ряд металлов: Ni, Co, Cr, Fe и их
соединения. В качестве лигандов были протестированы:
триалкиламины, пиридин, ацетилацетон. Лучшим катализатором
является металлическое железо с добавками ацетилацетона.
Оптимальными условиями реакции являются 130оС при
следующем соотношении катализатора и реагентов [Fe0(мет.)] :
[ацетилацетон] : [бензол] : [СCl4] : [спирт] = 10 : 1: 20 : 200 : 200.
Существенное влияние на выход эфиров оказывает природа спирта.
Так, в идентичных условиях выход этилбензоата составляет 42%,
пропилбензоата – 50%, бутилбензоата – 32%, амилбензоата – 30% и
метилбензоата – 4%. Синтез эфиров бензойной кислоты без
осложнений проходит в атмосфере аргона.
CO2 R
Fe(мет.)
+ СCl4 + ROH
130оC, 6ч
R= CH3
C2H5
н-C3H7
н-C4H9
н-C5H11
4%
42%
50%
32%
30%
Побочными продуктами реакции являются HСl и гомоэфир
ROR. В случае метанола низкий выход метилового эфира
бензойной кислоты объясняется легкостью окисления СН3ОН с
помощью CCl4 с образованием формальдегида, диметилацеталя
формальдегида, метилформиата в условиях реакции.
С целью изучения механизма реакции были проведены
исследования состава образующихся продуктов. С помощью
качественных реакций было доказано присутствие в реакционной
74
массе ионов железа Fe2+и Fe3+. Концентрация HСl в реакционной
массе была определена титрованием, и составила ~4,1 моль/литр.
Были проведены кинетические исследования расхода катализатора
– металлического железа. В первые 3 часа наблюдается
незначительный расход катализатора, за 6 часов Fe0 полностью
переходит в окисленные формы Fe2+и Fe3+.
Благодарность
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ
№09-03-00472.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Войткевич С.А. 865 душистых веществ для парфюмерии
и бытовой химии /С.А. Войткевич .- М. : Пищевая пром-ть,
1994. – 594 с.
75
СЕКЦИЯ 2 « БИОТЕХНОЛОГИЯ »
УДК 536
А.И. Абдракипов, В.Б. Барахнина, В.В. Тазин
ПОДБОР ЭФФЕКТИВНОГО БИОСОРБЕНТА ДЛЯ
УТИЛИЗАЦИИ НЕФТЯНЫХ РАЗЛИВОВ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Проблема ликвидации последствий аварийных разливов
нефти и нефтепродуктов при их сборе и транспортировке за
последние десятилетия перешла в разряд глобальных в связи с
существенным влиянием крупномасштабных разливов на состояние
экологии многих регионов. [1, 2].
В настоящее время существуют различные способы
ликвидации аварийных разливов (механические, физикохимические, биологические) [3]. Дальнейшие тенденции развития
технологий очистки воды от нефтяных разливов определяются все
возрастающим ассортиментом и количеством применяемых
материалов, особенно сорбентов [4].
Целью данной работы явилось получение эффективных
биосорбентов из отходов сельскохозяйственного производства
путем увеличения их нефтеемкости за счет обезжиривания
петролейным эфиром и последующей адгезионной иммобилизацией
на их поверхности нефтеокисляющих микроорганизмов. В качестве
объектов исследования были выбраны сорбенты растительного
происхождения: шелуха овса, торф гранулированный, древесная
стружка, шелуха гречихи, древесный уголь, солома пшеничная
(сечка), торф сфагновый, древесная пыль.
Для придания исследуемым сорбентам необходимых
адгезионных свойств была проведена их модификация,
включающая предварительное извлечение из них воскоподобных и
76
других липидов путем обезжиривания петролейным эфиром с
последующей последовательной обработкой концентрированной
HCl и 33%-ным раствором щелочи NaOH, нейтрализацией до рН=7.
Завершали модификацию сорбента сушкой при 130 °С до
влажности 12-14%.
Иммобилизацию клеток Rhodococcus erythropolis 1339 Д и
Fusarium species №56 на исследуемых сорбентах проводили
следующим образом. Культуры Fusarium species №56 и
Rhodococcus erythropolis 1339 Д культивировали в полной
минеральной среде с добавлением в качестве источника углерода и
энергии гексадекана в количестве 1% масс., в качестве источника
факторов роста - дрожжевой автолизат в количестве 0,01% масс.
Культивирование проводили в течение 3 суток. Затем биомассу
центрифугировали, 20 мл биомассы, в которую предварительно
добавили 0,2 г диаммофоса и 0,2 г суперфосфата, смешивали с
адсобентом, выкладывали тонким слоем в выпарную чашку и
подвергали сушке при 50С.
Таблица - Сравнительная характеристика нефтесорбентов
Адсорбент
Нефтепоглощение,
г/г
6,1 (1,9)
1,5 (1,27)
Водопоглощение,
г/г
1,2
24,28
Плавучесть,
%
80,9
45
Количество микроорганизмов, кл/г
Шелуха овса
1,0∙105
Торф
1,2∙105
гранулированный
Древесная
3,2 (2,8)
4,2
78,0
2,2∙105
стружка
Шелуха
8,1 (3,5)
2,20
78
3,9∙106
гречихи
Древесный
3,1 (3,1)
15,0
1,2∙105
уголь
Солома
5,0 (4,1)
0,77
76,0
1,9∙106
пшеничная
Торф
6,1 (5,2)
2,5
65
2,9∙106
сфагновый
Древесная
5,9 (5,7)
4,0
26
1,6∙106
пыль
Примечание – в скобках указаны показатели, полученные до модификации
сорбента
77
Нефтеемкость, плавучесть и водопоглощение каждого
нефтесорбента определяли по известным методикам [2]. Для
определения численности жизнеспособных адсорбированных
клеток 1 г использовали чашечный метод Коха. Результаты
исследований свойств сорбентов представлены в таблице.
Для биоочистки водной поверхности при остаточных
концентрациях нефти разработан биосорбент, содержащий
ассоциацию нефтеокисляющих микроорганизмов Rhodococcus
erythropolis 1339 Д и Fusarium species №56 в соотношении 1:1. В
качестве носителя рекомендуется модифицированная шелуха
гречихи, которая обладает более высокими нефтепоглощением и
плавучестью, удобна при транспортировке нефтеокисляющего
биосорбента к месту аварии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Есенкова Н.П., Бачерникова С.Г., Михалькова А.И., Пузанова
Н.В. Технология ликвидации разливов нефтепродуктов на основе
нетканого сорбента//Нефтяное хозяйство, №2, 2003. - С. 95-97.
2. Каменщиков Ф.А., Богомольный Е.И. Нефтяные сорбенты. –
Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика». 2005.
– 268 С.
3. Набаткин А.Н., Хлебников В.Н. Применение сорбентов для
ликвидации нефтяных разливов//Нефтяное хозяйство, №11, 2000. С.61-63.
4. Самойлов Н.А., Хлесткин Р.Н., Шеметов А.В., Шаммазов А.А.
Сорбционный метод ликвидации аварийных разливов нефти и
нефтепродуктов: Учеб. Пособие. – М.: Химия. 2001. – 190 с.
78
УДК 579.6
М.Д. Бакаева1, Н.Н. Силищев1, О.С. Смолова2
МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ГРИБЫ В ЗАГРЯЗНЕННОМ
НЕФТЬЮ ГРУНТЕ ПОСЛЕ РЕКУЛЬТИВАЦИИ
БИОПРЕПАРАТАМИ – ДЕСТРУКТОРАМИ
УГЛЕВОДОРОДОВ
1
Институт биологии Уфимского научного центра РАН, г. Уфа
2
ООО “Юганск НИПИ”, г. Нефтеюганск
Одной из ведущих групп микроорганизмов в почвах северных
территорий являются микроскопические грибы. Они активно
участвуют в деструкции органического вещества в условиях
невысоких температур и пониженной кислотности среды. Поэтому
изучение изменений в видовом составе и численности этой группы
микроорганизмов в процессе восстановления почв после нефтяного
загрязнения является актуальной задачей.
Цель работы – исследование влияния биологических
препаратов Ленойл и Деойл на численность и видовой состав
микроскопических грибов загрязненного нефтью подзолистого
грунта.
Исследования
проводили
в
условиях
модельного
эксперимента на образцах почвогрунта среднеподзолистого
легкосуглинистого, отобранного на территории Тюменской
области. В качестве загрязнителя использована товарная нефть
Угутского месторождения в концентрации 4%, 8% и 16% от веса
грунта. Через сутки после загрязнения почво-грунт обработан
биопрепаратами «Ленойл» (Bacillus brevis и Arthrobacter species) и
«Деойл» (Rhodococcus gingshengii и Pseudomonas nitroreducens) с
титром 109 КОЕ/г в количестве 1 г/кг грунта. Грунт инкубировали
при температуре воздуха 14-17°С в течение 90 сут.
Определение численности микроскопических грибов показало
ее увеличение в вариантах опыта с загрязнением нефтью 8% до
79
(3,5±0,4)·105 КОЕ/г и 16% до (2,2±0,3)·105 КОЕ/г по сравнению с
незагрязненным контролем, где она составила (5,3±0,4)·103 КОЕ/г
через 90 сут.
Введение биологических препаратов в почву в аналогичных
вариантах опыта, напротив, способствовало уменьшению
численности микроскопических грибов по сравнению с
загрязненным грунтом. Наблюдаемые результаты, возможно,
объясняются возникновением конкурентных взаимоотношений
между активно размножающимися углеводород окисляющими
бактериями и микроскопическими грибами.
Через один и два месяца инкубации в образцах почвогрунта
был
определен
и
проанализирован
видовой
состав
микроскопических грибов как индикатор экологического состояния
почв. Всего было выделено и идентифицировано 56 изолятов
микроскопических грибов, относящихся к 9 родам. Для
незагрязненного грунта были характерны представители родов
Chrysosporium,
Cladosporium,
Hyphoderma,
Penicillium,
Paecilomyces.
В загрязненных образцах были зарегистрированы изменения в
видовом составе микроскопических грибов, характер которых
зависел от концентрации нефти в почве. В случае внесения нефти в
концентрации 4% от веса почвы наблюдалось увеличение
количества выделенных видов с сохранением доминирования рода
Hyphoderma, характерного для незагрязненной почвы. Нефть в
концентрации 8% и 16% приводила к увеличении доли грибов рода
Penicillium. Доминировавшие в нефтезагрязненной почве виды
микромицетов
были
идентифицированы
как
Penicillium
chrysogenum, Penicillium decumbens.
В присутствии биологических препаратов в грунте
формировались комплексы микроскопических грибов, более
близкие по видовому составу к контролю, чем при нефтяном
загрязнении, в которых присутствовали представители р.
Hyphoderma, р. Trichoderma.
Загрязнение грунта нефтью приводило к уменьшению
видового разнообразия в комплексе почвенных микромицетов (по
80
индексу Шеннона-Винера). После рекультивации биологическими
препаратами разнообразие видов микроскопических грибов вновь
увеличивалось за счет появления нескольких малочисленных видов.
Биологический препарат Деойл оказывал большее воздействие на
показатель видового разнообразия, чем биопрепарат Ленойл.
Таким образом, биологические препараты Ленойл и Деойл
оказывают влияние на комплексы микроскопических грибов в
нефтезагрязненной почве, придавая им сходство с комплексами
микромицетов незагрязненной почвы.
УДК 663.8
Р.А. Зайнуллин*, О.Ю. Калужина**, О.А. Данилова*
ВЛИЯНИЕ АКТИВАТОРОВ, РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ, НА
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ ДРОЖЖЕЙ
SACCHAROMYCES CEREVISIAE
*Уфимская государственная академия экономики и сервиса, г.Уфа
**Башкирский государственный аграрный университет, г. Уфа
В современном производстве напитков брожения важной
задачей является повышение качества получаемых продуктов [1].
Один из путей решения этой проблемы – улучшение
биотехнологических свойств дрожжей (Sаccharomyces cerevisiae),
способствующих интенсификации процессов брожения и в итоге –
улучшению
качества
готовых
напитков.
Исследования,
направленные на повышение физиологической активности
дрожжей, весьма актуальны, так как дрожжи, используемые в
пищевой
промышленности,
не
всегда
удовлетворяют
предъявляемым к ним требованиям по продуктивности и
метаболической активности.
На сегодняшний день разработаны различные физикохимические методы интенсификации процессов выращивания
81
дрожжей и повышение их физиологической активности [2,3,4]. Так,
одним из способов является введение в бродильную смесь
активаторов брожения биологической и химической природы
(азотистые вещества, особенно соли аммония, фосфаты,
аминокислоты, витамины и т.д.), а также стимуляторов роста [5].
Так в качестве источника свободного азота, необходимого для
синтеза компонентов, обеспечивающих рост и размножение клеток,
нами были исследованы два гетероциклических азот- и
серосодержащих вещества, синтезированных в ИОХ УНЦ РАН и
получивших кодовые названия: АСП-Д, ТМ-Т.
Активирующее влияние этих веществ на морфологические
признаки дрожжей, было изучено путем микроскопирования
дрожжевых клеток, отобранных на стационарной фазе роста.
Микроскопирование проводилось на световом микроскопе,
методом раздавленной капли. В процессе микроскопирования
изучали внешний вид клеток, состояние стенки, цитоплазмы и
просматриваемых органелл. Определяли размеры клеток. Выявили
присутствие посторонней микрофлоры. В качестве контроля были
взяты дрожжевые клетки, выращенные одновременно
при
одинаковых условия с опытными образцами, но без внесения
добавок.
Результаты исследований оказались следующими: в
контрольном образце клетки в целом (рис. 1,2) выглядят слегка
ослабленными и не особо крупными, но вполне удовлетворяют
требованиям дрожжей, взятых со стационарной фазы роста.
Рис 1
Рис 2
82
В образце с добавлением вещества АСП-Д клетки более
упитанные по сравнению с контролем (рис. 3,4). Часто в полях
зрения встречаются сгруппировавшиеся клетки в виде цепочек, что
говорит о благоприятной питательной среде и об интенсивном
цикле клеточного деления. Посторонняя микрофлора отсутствует.
Рис 3
Рис 4
В образце с добавлением вещества ТМ-Т клетки более
мелкие, чем в образце АСП-Д, но крупнее контроля. (рис 5,6).
Рис 5
Рис 6
Для более подробного изучения влияния данного активатора
на морфологию дрожжей была проведена серия опытов, при
которой в дрожжевую суспензию вносился препарат ТМ-Т с
различной дозировкой 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0 мл.
С повышением концентрации препарата ТМ-Т увеличивается
общее количество клеток и при дозировке внесенного препарата
равного 2,0 мл достигает максимума и превышает контроль в 4
раза. Аналогичная
ситуация наблюдается по почкующимся
клеткам. Также почти в 2 раза увеличиваются размеры клетки.
83
В связи с чем, можно предположить наличие активирующего
действия препарата ТМ-Т на морфологические признаки дрожжей.
Выводы:
1. Микрокопирование дрожжей, активированных веществами
различной природы, выявило положительную тенденцию в
морфологии дрожжей.
2. При внесении различных дозировок препарата ТМ-Т
наблюдается улучшение показателей с каждым последующим
увеличением концентрации внесения препарата.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Колончин, К.В. Состояние и перспективы развития отраслей
пищевой промышленности/К.В. Колончин// Пиво и напитки.-2009. №1.- С.4-7.
2. Исследование влияния янтарной кислоты на качество
хлебопекарных дрожжей / З.Мингалеева [и др.] // Хлебопродукты. –
2007. - №10- С.60-61
3. Абрамов, Ш.А. Влияние геотермальной воды в составе среды
культивирования
на
морфологические
особенности
и
биохимический потенциал дрожжей S.cerevisiae и S. оviformis /
Ш.А.
Абрамов,
С.Ц.
Котенко,
Э.А.
Халилова,
Э.А.
Исламмагомедова // Хранение и пеработка сельхозсырья. – 2009. № 12. – С. 31-35..
4. Влияние биостимуляторов дальневосточных растений на
физиологическую активность пивоваренных дрожжей/ М.В.
Палагина, К.А. Дрекко, Н.Г. Плехова // Пиво и напитки.. – 2011. №2- С.33-35
5. Способы получения активных рас дрожжей с улучшенными
технологическими свойствами для производства пива на
высокопроизводительных заводах и на минипредприятиях / М.В.
Бирюкова, М.В. Гернет, Г.А. Ермолаева [и др.] // Научноинформационный материал (НИМ).: М, 2010, - 13 с.
84
УДК 577.152.9
Л.И. Закирова, Л.Х. Халимова, Э.Т. Шириязданова,
Н.И. Петухова
ИССЛЕДОВАНИЕ БИОДЕГРАДАЦИИ
ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПОЧВЕННЫМИ
САПРОФИТАМИ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
В настоящее время во всем мире ведется интенсивная
разработка
технологий
обработки
лигниноцеллюлозных
материалов с целью получения безлигнинного сырья и утилизации
лигнинсодержащих отходов, накапливающихся в природе в
огромных количествах. Наиболее экологически безопасными
являются биотехнологические методы с использованием
ферментных препаратов на основе лигнинразрушающих грибов,
поскольку именно грибам с их мощной окислительной и
гидролазной ферментативной системой принадлежит ведущая
роль в разложении лигнина в природных условиях.
Лигнинолитические
грибы
отличаются
высоким
содержанием окислительно-восстановительных ферментов, в
первую очередь лакказ. Широкое использование ферментных
препаратов лакказы позволит в достаточно мягких условиях
перерабатывать
огромные
количества
лигноцеллюлозной
биомассы для целлюлозно-бумажной промышленности.
Ранее нами был выделен ряд почвенных мицелиальных
грибов с повышенным уровнем лакказной активности.
В работе исследовали деградацию лигноцеллюлозных
субстратов (пшеничной соломы, лузги прессованной, древесных
опилок) в условиях роста почвенных сапрофитов П-1, В-1, К-2, Х-1
на оптимизированной жидкой среде Чапека. Концентрация
лигнинсодержащих субстратов в среде составляла 10%. Грибы
85
культивировали в условиях перемешивания (160-180 об/мин) при
температуре 22-230С в течение 21 сут.
Содержание лигнина анализировали по методу Класона в
модификации Комарова, лакказную активность фильтратов
культуральной жидкости определяли спектрофотометрически в
реакции окисления модельного субстрата лигнина – пирокатехина.
В результате культивирования исследуемых мицелиальных
грибов на лигноцеллюлозных материалах (лузга, опилки, солома)
наблюдали рост и образование мицелия грибов, обнаруживали
значительную лакказную активность в период с 8 по 18 сут роста.
Анализ конверсии лигнинов лигнинсодержащих субстратов за
исследуемый период показал, что наибольшее снижение наблюдали
для лигнинов лузги (30-32%) и соломы (20-24%) грибными
штаммами К-2 и Х-1, проявлявших максимальную лакказную
активность на этих субстратах.
Биодеградация лигноцеллюлозных материалов мицелиальными
грибами П-1, В-1, К-2, Х-1, оцениваемая по уровню конверсии
лигнинов, составила для лузги - 15-32%, соломы 12-24% и опилок 8-15,5% .
УДК 504.064.45
А. Р. Ибрагимова
УТИЛИЗАЦИЯ ПОСЛЕСПИРТОВОЙ БАРДЫ
НА НЕКОТОРЫХ СПИРТОВЫХ ПРОИЗВОДСТВАХ
ОАО «БАШСПИРТ»
ОАО «Башспирт, г. Уфа
Важнейшей
экологической,
технологической
и
ресурсосберегающей проблемой спиртовой промышленности во
всем мире является утилизация основного отхода спиртового
производства - послеспиртовой барды, которая составляет 98,82%
отходов производства. При этом барда содержит все питательные
86
вещества, присущие исходному сырью – протеины, жиры,
клетчатку, аминокислоты и минеральные вещества, поскольку при
переработке крахмалистого сырья в барду переходит 30-35 %
сухого вещества сырья. [1]. Ранее единственной возможностью
утилизации отхода в непосредственной близости к заводу являлось
использование нативной барды в качестве корма для скота в
расположенных вблизи откормочных хозяйствах, для чего
необходимо иметь на откорме минимум 2000 голов скота. [2]. В
настоящее время хозяйств такого уровня практически не осталось.
Транспортировка барды на дальние расстояния является
нерентабельной, поскольку в процессе перевозки происходит
потеря питательных веществ, возрастают транспортные расходы и
создаются условия для загрязнения окружающей среды.
С целью решения этой проблемы на некоторых спиртовых
заводах
ОАО «Башспирт» реализована технология, которая предполагает
комплексный подход к проблеме переработки барды - получение
сухой барды в виде кормового продукта и использование
образующегося в процессе утилизации фильтрата в качестве
минерального почвенного удобрения. Результатом внедрения цехов
основными эффектами являются:
1) полная утилизация послеспиртовой барды при незначительном
увеличении выбросов и сбросов;
2) получение белково-углеродного кормопродукта - сухой барды;
3) получение обогащенного кормопродукта на основе дисперсной
фазы послеспиртовой барды;
4) получение ценного питательного органического удобрения фильтрата послеспиртовой барды.
Немаловажным является то, что при эксплуатации цеха сушки
барды
не
требуется
строительства
дополнительных
природоохранных
объектов
и
разработки
специальных
природоохранных мероприятий.
Полученная продукция соответствует техническим условиям,
разработанным отраслевым институтом ГНУ ВНИИПБТ РАСХН,
«Фильтрат послеспиртовой зерновой барды» ТУ 9296-07-00187
00008064-06, «Обогащенный кормопродукт на основе зерновой
барды» ТУ 9296-302-00008064-98, «Барда сухая» ТУ 9296-24900008064-98. Возможность использования фильтрата в качестве
жидкого удобрения для сельскохозяйственных угодий Республики
Башкортостан подтверждена лабораторными и полевыми
испытаниями, проведенными ФГУ Центр агрохимической службы
«Башкирский».
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Вторичные материальные ресурсы пищевой промышленности
(образование и использование). Справочник. – Москва:
«Экономика», 1984. - 328 с.
2. Э. Ш. Манеева, А. В. Куприянов, В. П. Попов, В. Л. Касперович.
Комплексное решение проблем производства высококачественного
этилового спирта и утилизации послеспиртовой барды. // Вестник
ОГУ, «Техника и технологии пищевых производств». – 2000, № 2.с. 122-126.
УДК 577.152.9
Л.И. Закирова, Э.Т. Шириязданова, Л.Х. Халимова,
Н.И. Петухова
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ БИОДЕГРАДАЦИИ СОЛОМЫ
ПОЧВЕННЫМ САПРОФИТОМ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г Уфа
Известно, что растительная биомасса, представляющая собой
возобновляемый и легкодоступный источник сырья, наряду с
основным биополимером целлюлозой (до 2/3) содержит крахмал,
гемицеллюлозу, лигнин. Наиболее трудноразлагаемым является
лигнин, который представляет собой высокомолекулярный
нерастворимый трехмерный неупорядоченный ароматический
88
полимер, придающий гидрофобность и жесткость каркасу
клеточных
стенок,
и
состоящий
из
фенили
гидроксифенилпропановых структур [1]
Медленное разложение лигнина в природных условиях
происходит благодаря внеклеточным микробным ферментам. При
этом повышенной способностью к биодеградации лигноцеллюлозы
часто обладают высшие грибы из-за наличия высокоактивного
комплекса гидролитических и окислительных ферментов .
Лакказа (n-дифенол:кислород окидоредуктаза, ЕС 1.10.3.2),
относимая к группе медьсодержащих фенолоксидаз, необходима
для начальной атаки на полимерную молекулу лигнина. Показано,
что внесение в среду культивирования природного лигнина,
вызывает у ряда лигнинразрушающих базидиомицетовых грибов
ответную реакцию, которая выражается в возрастании в десятки раз
лакказной активности, нацеленной на разложение субстрата [ 2].
В качестве объектов исследования был выбран ранее нами
изученный микромицетный гриб Х-1 – продуцент лакказ [3].
В
качестве
модельного
субстрата
использовали
мелкоразмолотую солому. Для предварительного гидролиза
целлюлозы солому предварительно обработали ферментным
препаратом «Целлолюкс F» (целлюлозолитическая активность 2000
ед/г). Обработка длилась в течение 3 часов при температуре 350С, в
результате чего наблюдали максимальное высвобождение сахаров
(по РВ). Фенолоксидазную активность в препарате «Целлолюкс F»
не обнаруживали. Обработанную таким образом солому отмывали
от сахаров (вариант 1) и солому с продуктами обработки (вариант
2), а также контроль соломы (без обработки препаратом
«Целлолюкс F») использовали для изучения деградации лигнина в
процессе роста гриба Х-1 на оптимизированной среде Чапека.
Обработка
соломы
Препаратом
«Целлолюкс F»
Без обработки
Конверсия лигнина соломы, %
Вариант 1
Вариант 2
29,8
34,0
24,3
89
-
В процессе исследования отмечали рост мицелия гриба,
анализировали лакказную активность в реакции окисления
пирокатехина и содержание остаточного лигнина соломы на 21
сутки инкубирования.
В результате исследования конверсия лигнина соломы в
процессе культивирования гриба Х-1 на обработанной соломе
(варианты 1 и 2) оказалась наибольшей (34%) против контрольного
варианта без обработки (24,3%). Однако наличие продуктов
гидролиза
соломы
(сахаров)
в
результате
воздействия
целлюлолитического комплекса ферментов «Целлолюкс F»
способствовало более активному росту мицелия гриба и синтезу
лакказ, и, как следствие, более высокому уровню деструкции
лигнина соломы (34%).
В то же время удаление продуктов ферментативного
гидролиза целлюлозы (вариант1) сказывалась на росте мицелия
гриба и менее значительно на уровне конверсии остаточного
лигнина (29,8%), что в целом свидетельствует об ускорении
деградации лигнина грибом Х-1.
Таким образом, дополнительная обработка соломы
целлюлозолитическим препаратом «Целлюлакс F» увеличивала
деградацию лигнина соломы на 30% грибом Х-1.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Кузнецов А.Е., Градова Н.Б. Научные основы экобиотехнологии.
М.: Мир, 2006.– 504 с.
2. Кадималиев Д.А., Ревин В.В., Шутова В.В., Самуилов В.Д. //
Прикл. биохим. и микробиол.– 2004.–Т. 40, № 1.– С. 57.
3.Халимова Л.Х., Шараева А.А., Петухова Н.И., Зорин В.В. // Башк.
хим. журн.– 2010.– Т. 17, № 5.– С. 46.
90
УДК 579.582.28
Л.И. Закирова, Л.Х. Халимова, Н.И. Петухова, В.В. Зорин
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ НА
ЛАККАЗНУЮ АКТИВНОСТЬ МИКРОМИЦЕТОВ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Большой интерес к лакказам в настоящее время вызван в
первую очередь возможностью использования этих окислительных
ферментов в различных процессах деградации лигнина и
лигниноподобных веществ, детоксикации ксенобиотиков.
Лакказа (n-дифенол: кислород оксидоредуктаза, КФ 1.10.3.2)
относится к группе медьсодержащих оксидаз и катализирует
восстановление молекулярного кислорода до воды, минуя стадию
образования
пероксида
водорода.
Лакказная
активность
обнаруживается у высших грибов, бактерий, актиномицетов. В
ряде работ показана возможность использования мицелиальных
грибов в качестве продуцентов лакказ.
Мицелиальные грибы часто используются в качестве
промышленных продуцентов различных ферментов благодаря их
высокой продуктивности на синтетических или полусинтетических
питательных средах, возможности культивирования продуцентов в
глубинной культуре, удобству выделения внеклеточных ферментов.
В то же время обоснованный подбор питательной среды
позволяет
получить
сбалансированный
набор
веществ,
необходимых для жизнедеятельности микроорганизма, его роста и
максимального образования фермента.
Нами был выделен и изучен ряд почвенных микромицетов,
синтезирующих лакказы в условиях роста на среде Чапека-Докса,
среди них штаммы Л-4 и К-2. Нами исследовано влияние среды
культивирования на лакказную активность сапрофитных грибов К2, Л-4.
91
Поскольку активный центр лакказы содержит 4 атома меди,
очевидна необходимость его присутствия в составе питательной
среды. В связи с этим была проведена модификация синтетической
питательной среды Чапека-Докса путем обогащения ее
микроэлементами, в том числе ионами Сu+2 и биогенными
добавками.
Грибы выращивали на различных стандартных питательных
средах для грибов (Чапека-Докса, модифицированной Чапека-Докса
(ЧМ), глюкозо-пептонной среде, глюкозо-аммонийной, глюкозоаммонийной с кукурузным экстрактом (ГАКЭ), КоролевойСкоробогатько (КС) в течение 15 суток. В процессе роста
наблюдали увеличение лакказной активности гриба Л-4 на средах
КС, ГАКЭ и Чапека модифицированной в 3-4 раза по сравнению со
средой Чапека. В то же время для гриба К-2 среда КС оказалась
наиболее продуктивной средой культивирования по лакказе и
способствовала увеличению лакказной активности в 2 раза.
Наряду с этим ранее нами было показано значительное
индуцирование синтеза лакказ для ряда грибов, в том числе и для
гриба Л-4, с помощью пирокатехина. В результате определения
максимальной лакказной активности грибов К-2, Л-4 при росте на
различных питательных средах в присутствии индуктора
пирокатехина наибольший уровень лакказной активности
исследуемых грибов наблюдали на среде КС, который составлял
68-71 ед/мл, а на модифицированной среде Чапека 54-56 ед/мл.
Таким образом, для культивирования грибных продуцентов
лакказ Л-4 и К-2 подобрана среда Чапека модифицированная и
среда
Королевой-Скоробогатько,
обеспечивающая
выход
внеклеточного фермента исследуемых грибов 50 – 70 ед /мл.
92
УДК 577.3.001.57
А.Ф.Ильясова, Ф.А.Прищепов
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА БИОДЕГРАДАЦИЯ
ХЛОРФЕНОЛОВ БАКТЕРИЯМИ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Многолетнее производство хлорорганических соединений на
ряде химических предприятий привело к возникновению высокого
загрязнения почвы
высокотоксичными хлорорганическими
соединениями, такими как
хлорбензолы, хлорфенолы,
полихлорированные бифенилы [1]. Все эти загрязнители с
грунтовыми водами попадают в водоемы, тем самым вызывая
опасность для окружающей среды и для человека. Главная
сложность рекультивация пораженных земель заключается в том,
что все хлорорганические соединения представляют собой
трудноразлагаемые природными сообществами микроорганизмов
молекулы. Однако, известно, что отдельные виды микроорганизмов
могут обладать катаболитной способностью трансформировать
одно соединение в другое вплоть до полной минерализации [2].
Целью данной работы явилось выделение штаммов
микроорганизмов, способных деградировать хлорпроизводные
фенола, изучение их способности биодеградации некоторых
хлорфенолов.
Для
выделения
микроорганизмов–деструкторов
хлорароматических соединений были взяты 3 образца загрязненной
почвы с территории ОАО «Уфахимпром». Образцы почвы
культивировали в качалочных колбах на минеральной среде с
добавкой 2,4-дихлорфенолята калия из расчета 100 мг/л в течение
нескольких суток при комнатной температуре. Во всех образцах
были обнаружены бактерии, утилизирующие хлорфенол, которые
представляют собой мелкие вытянутые палочки, обладающие
93
подвижностью. Идентификация выделенного штамма бактерий по
ряду морфологических и физиолого-биохимических признаков
позволило его отнести к роду Pseudomonas.
Выделенную культуру бактерий испытывали на их
способность деградировать ряд хлорпроизводных фенола.
Результаты культивирования представлены в таблице 1.
Результаты культивирования показали, что штамм бактерий в
течение 8 суток полностью утилизировал хлорфенолы в
концентрации 100 мг/л. Потребление хлорфенолов сопровождалось
увеличением биомассы микроорганизмов и накоплением в
культуральной жидкости ионов хлора в концентрациях, близких к
100% от теоретически ожидаемых. Прирост содержания хлоридионов представлен в таблице 2.
Таблица 1 - Выращивание бактерий на различных субстратах
Хлорпроизводные
фенола
нач.
2,4-дихлор106
феноксиуксусная
кислота
2,6-дихлорфенол
100
Концентрация хлорфенола, мг/л
1сут.
2сут. 3сут. 6сут. 7сут.
96
40
20
9
1
8сут.
0
94
38
24
10
2
0
2,4,6трихлорфенол
4-хлорфенол
100
100
48
36
14
3
0
100
100
36
17
9
2
0
Из данных таблицы 2 видно, что в течение 8 суток
наблюдалось увеличение концентрации хлорид-ионов в количествах,
соответствующих полному дегалогенированию всех испытанных
хлорфенолов.
94
Таблица 2 - Увеличение концентрация ионов хлора в процессе
культивирования бактерий
1сут
2сут
3сут
6сут
7сут 8сут.
Расчетное
количество,
мг/л
0
1
25
31
35
37,5
38
38
0
23
33
39
42
43
44
44
0
1
29
34
45
50
52
52
0
0
17
22
24
26,5
27
27
Концентрация хлорид-ионов, мг/л
Хлорпроизводные
фенола
2,4-дихлорфеноксиуксусная
кислота
2,6-дихлорфенол
2,4,6трихлорфенол
4-хлорфенол
нач
Таким образом показано, что выделенная культура бактерий,
способна полностью деградировать некоторые хлорпроизводные
фенола, что позволяет использовать выделенный штамм для
создания микробного препарата с целью биологической
рекультивации почв, загрязненных хлорфенолами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Шамсутдинова Л.Р. и др. Загрязнение почв территории ОАО
«Уфахимпром»//Башкирский экологический весник, - 2010.- №3.С. 31-35.
2. Экологическая биотехнология: Пер. с англ./Под ред.
К.Ф.Форстера, Д.А.Дж. Вейза.-Л.: Химия, 1990.- 384 с.
95
УДК 628.316.12
Е.С. Карева, Т. В. Неваленова
МЕТОД ДЕТОКСИКАЦИИ ОСАДКОВ СТОЧНЫХ ВОД
ГОРОДСКИХ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ КАНАЛИЗАЦИИ
ООО НПФ «Уральские промышленные технологии», г. Уфа
Детоксикация осадков сточных вод является одной из
актуальнейших
проблем
экологического
обезвреживания
промышленных и бытовых отходов, возникающих в большинстве
городов и требующих неотложного решения.
Осадки сточных вод (ОСВ), которые накапливаются на
иловых полях и требуют захоронения на полигонах твердых
бытовых отходов, занимают большие площади на окраинах городов
и населенных пунктов, либо на полях фильтрации. В таких местах
создается неблагоприятная санитарно-гигиеническая обстановка
(запах, насекомые, скопление различных экотоксикантов). Являясь
отходом четвертого класса опасности, ОСВ создают реальную
опасность загрязнения почв, поверхностных и подземных вод
патогенными микроорганизмами, яйцами гельминтов, солями
тяжелых металлов, пестицидами, нефтепродуктами и т.д. В тоже
время в ОСВ содержится много органических соединений, в том
числе биогенные элементы (азот и фосфор) и неорганические соли
(кремния, кальция, магния и железа и др.), которые способны
повышать плодородие почв.
ООО НПФ «Уральские промышленные технологии»
проводятся научно-исследовательские работы по детоксикации
ОСВ городских очистных сооружений канализации России с 2005 г.
В результате был разработан комплексный биотехнологический
метод обезвреживания, обеззараживания и стабилизации ОСВ,
включающий
последовательную
обработку
гуминовыми
реагентами и микробным препаратом на основе специально
подобранного консорциума микроорганизмов.
96
Предлагаемые реагенты и препараты для обработки ОСВ
являются естественными для окружающей среды, не образуют
токсичных соединений в почве и воде, не загрязняют атмосферу, не
оказывают негативного влияния на флору, фауну и биогеоценозы в
целом, даже при использовании высоких доз. Основой гуминового
реагента являются гуминовые кислоты, имеющие высокую
реакционную способность за счет наличия в их молекулах
различных функциональных групп (карбоксильных, фенольных,
гидроксильных и др.) и эффективно взаимодействующие с
различными загрязнителями, снижая или полностью, исключая их
токсичность. Например, при взаимодействии гуминового реагента с
подвижными формами тяжелых металлов образуются устойчивые
нерастворимые соединения, инертные по отношению к
окружающей среде, которые не усваиваются растениями, что
исключает возможность попадания токсинов в организм животных
и человека.
Гуминовый реагент в разработанной нами технологии
используется как для активации специально вводимого
консорциума микроорганизмов, участвующих в процессе
разложения ОСВ, так и в связывании отдельных неорганических и
органических токсикантов. Консорциум микроорганизмов наряду с
биодеградацией токсикантов используется также в процессах
обезвреживания патогенной микрофлоры и яиц гельминтов в ОСВ.
Исследование свойств продуктов обработки ОСВ показало их
безопасность (5 класс опасности), а также применимость в качестве
основного компонента при производстве препарата «Грунт
универсальный» (ТУ 9896-001-55800779-2010).
97
УДК 547.954.681.3.06
С.А. Кирлан, Р.М. Ахметшин, Р.А. Соловьев, М.К. Вовденко
ДОЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ФУНГИЦИДНОЙ
АКТИВНОСТИ АРОМАТИЧЕСКИХ И
ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Научно-исследовательский институт гербицидов и регуляторов
роста с опытноэкспериментальным производством АН РБ, г. Уфа
В связи с современными требованиями экологической
безопасности перед химиками и биологами стоит задача разработки
биологически активных препаратов, обладающих, наряду с
эффективным целевым действием, минимальной опасностью для
человека и окружающей среды. Для доэкспериментальной оценки
фунгицидной активности ароматических и гетероциклических
соединений получена математическая модель (таблица 1), которая
имеет определенный состав альтернативных групп и решающего
набора признаков (РНП).
Модель получена на основе обучающего массива,
содержащего химические структуры действующих веществ
известных промышленных фунгицидных препаратов, среди
которых присутствуют производные азола, изохинолина, триазина,
бензимидазола,
сульфонилмочевины,
тиомочевины,
сульфокислоты, аминокислоты, амидов кислот. Достоверность
модели оценки фунгицидной активности соединений обучающего
массива составила 72-96%, экзаменационных соединений.
98
Таблица 1 - Некоторые признаки РНП
№
Структурный фрагмент
1
Информативность
0,423
102 #* -Cl # >C=O
>N-(-N=C<)!** CH3-(>C=C<)! Cl-(3,52
Ph)
0,405
>N-(-N=C<) ! (>C<)-(>C=C<) ! CH33
(>C=C<)
0,405
4
(-N=C<) # 2-Ph # (-S-)
0,403
5
(>N-) # (-Cl) # (>C=O)
0,39
35
(-Cl) &*** (>C=O) & (-H_het)
-0,459
36
(->P=O) ! 2,4,6-зам. триазин ! (>C=O)
-0,441
37
(>C=C<) & (-Cl) & (>C=O)
-0,431
38
(-CF3) ! (>C=O) ! (-NH-)
-0,429
39
2,3-Ph ! (>C=O) ! (-NH-)
-0,429
*# - – обозначение логической операции «или», но не «и»;
**! – обозначение логической операции «или»;
***& – обозначение логической операции «и».
На основе полученной модели выявлены химические
фрагменты
молекул,
вносящие
значительный
вклад
(информативность r>0,1) в проявление фунгицидных свойств, среди
них: цикл имидазола (r =0,119), 1,4-Ar (r=0,18) и 1,2оксазоциклопентан (r=0,133); сочетания функциональных групп (N=C<)-(>N-)-(-N=C<), (-CH2het-)-(>N-)- (-N=C<), (>N-)-(-N=C<)-(N=C<), (>C<)-(-CH2-)-(>N-), (-CH3)-(>C=С<)-(>C=O), (>CH-)-(-NH)-(>C=O), (>N-)-(-S-), (>C<)-(-OH),
(-CH3)-(-(CH2)3-), (-NH-)(>C=C<); группа -CCl3. В рамках комплексного анализа
фунгицидных и токсичных свойств цикл имидазола (r= 0,119)
усиливает токсичность (r=0,133) активных молекул. Влияние цикла
4-Ph на токсичность(r=0,18) зависит от вида заместителей: с
четырёхзамещённым атомом углерода (r=0,106) характерен для
высокотоксичных фунгицидноактивных соединений, присутствие
тиогруппы характерно для малотоксичных соединений (r= -0,1), в
сочетании
с
хлор-заместителем
более
характерен
для
умереннотоксичных активных молекул (r=-0,1). Цикл 1,299
оксазоциклопентана, связанный с третичным атомом азота,
характерен для умереннотоксичных соединений. Присутствие в
активных молекулах следующих фрагментов (-N=C<)-(>N-)-(N=C<), (>C<)- (-CH2-)-(>N-), (-CH3)-(>C=С<)-(>C=O), (>CH-)-(NH-)-(>C=O) способно усиливать токсичные свойства до высокого
уровня (r = 0,1), рис.3. Наличие в молекуле функциональной группы
CCl3, а так же фрагментов (-CH2-)-(>N-)-(-N=C<), (>N-)-(-N=C<)-(N=C<), (>N-)-S-, (>C<)-(-OH), (-CH3)-(-(CH2)3-), (-NH-)-(>C=C<),
(>C<)-(>C=O) снижает уровень токсичных свойств активных
молекул до умереннотоксичного. Оптимальное влияние на
проявление фунгицидной активности при снижении уровня
токсичности
оказывают
циклы
1,2-оксазоциклопентана,
бензимидазола, триазола. Присутствие в молекуле циклов
имидазола, 2,4,5,6-замещенного пиримидина способно увеличивать
как активность, так и общий уровень токсичности. В процессе
моделирования молекул необходимо осторожно подбирать
заместители, учитывая их влияние на токсичность в составе более
сложных фрагментов.
Работа проведена в рамках госконтракта № 14.740.11.1375
УДК 628.316.12
Т.В. Кирсанова, И.В. Хамидуллина
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ НАЧАЛЬНЫХ
КОНЦЕНТРАЦИЙ СУЛЬФАТОВ НА ПРОЦЕСС
АНАЭРОБНОЙ ОЧИСТКЕ СТОЧНЫХ ВОД ОТ
СУЛЬФАТОВ СУЛЬФАТВОССТАНОВЛИВАЮЩИМИ
БАКТЕРИЯМИ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г.Уфа.
Сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ) используются
для очистки сточных вод от сульфатов. СВБ получают энергию за
100
счет восстановления сульфатов, этот процесс приводит к
образованию сероводорода. Однако не все применяемые штаммы
обеспечивают активность СВБ в промышленных сточных водах,
характеризующихся повышенной концентрацией токсичных
компонентов.
В связи с непостоянством состава поступающих на очистку
сточных вод и различием в требованиях к очищаемой воде,
актуальной
задачей
является
адаптация
используемого
консорциума СВБ к различным условиям культивирования.
Несмотря на то, что органический субстрат и сульфаты являются
необходимыми питательными и энергетическими источниками для
СВБ, их избыток может пагубно повлиять на жизнедеятельность
этих микроорганизмов. С целью определения этого влияния, нами
было
оценено
ингибирующее
воздействие
повышенных
концентраций сульфатов на рост и развитие выбранного нами
консорциума СВБ. Установлено, что СВБ, входящие в состав
накопительной культуры, относятся преимущественно к родовым
таксонам
Desulfovibrio,
Desulfonema,
Desulfоmicrobium,
Desulfobulbus [1].
Консорциум был выбран для дальнейших работ по адаптации
и выявлению ингибирующих значений сульфатов в статических
условиях в герметичных пенициллиновых флаконах объемом 275
мл при оптимальных условиях культивирования (t=27О- 300С,
рН=7,5-7,8, ОВП= -300 мВ). В ходе исследования применялась
питательная среда «DSM 63», следующего состава (г/л): глицерин –
1,0, КН2РО4 – 0,5, NH4Cl – 1,0, CaCl2·2H20 – 0,1, дрожжевой
экстракт – 0,1. Содержание сульфатов рассчитывалось для каждого
флакона отдельно и вносилось определенными навесками Na2SO4
и MgSO4·7H2O.
В качестве источника углерода и донора электронов для
процесса сульфатредукции был использован глицерин, ввиду его
доступности и относительной дешевизны. Предварительно, путем
лабораторных исследований, была доказана способность
используемой накопительной культуры к сульфатредукции на этом
нетрадиционном субстрате [2].
101
Теоретическое
молярное
соотношение
СХПК/СSO4
рассчитывается стехиометрически по следующему уравнению:
 0,5CH3COOH+1,5H2CO3+
C3H8O3+1,25SO42- 
1,25HS-+0,75OH-+0,25H2O+ 0,5HCO-3.
X CВБ
Рисунок 1 - Консорциум микроорганизмов СВБ после 14
дней культивирования на среде с повышенными концентрациями
сульфатов
Таким образом, молярное соотношение Cглицерин/CSO4 должно
поддерживаться (без учёта расхода глицерина на рост биомассы) на
уровне 0,8. С учетом того, что 1 г глицерина соответствует 1,217 г
ХПК [2], теоретическое оптимальное молярное соотношение
СХПК/СSO4 = 0,8/1,217=0,66.
Сточные
воды
металлургических
предприятий
характеризуется высоким содержанием сульфатов, поэтому
представляет интерес исследование влияния концентрации
сульфатов
на
процесс
сульфатредукции.
Для
оценки
работоспособности
бактериальной
культуры
концентрации
сульфатов в опытах варьировалась в пределах 1500-15000 мг/л. По
полученным данным, СВБ жизнеспособны
при всех
исследованных
концентрациях
сульфатов.
Однако
при
концентрации более 10000 мг/л их рост замедляется, конверсия
сульфатов за 30 суток культивирования снизилась до 80%, что
может быть связано с ингибирующим воздействием высокой
концентрации сероводорода 1200-1450 мг/л.
102
Концентрация сульфатов, г/л
На
рисунке
2
приведены
результаты
процесса
сульфатредукции в зависимости от исходного содержания
сульфатов. Анализ полученных данных показывает, что процесс
биохимического восстановления сульфатов протекает достаточно
эффективно. При этом, несмотря на определенное торможение
роста клеток СВБ, относительная эффективность процесса
увеличивается. Проведенные исследования свидетельствуют о
высокой активности используемой нами накопительной культуры
СВБ, способной развиваться в средах со значительным
солесодержанием.
По времени культивирования наиболее интенсивный рост
клеток СВБ наблюдался первые 10-20 суток. При дальнейшем
культивировании микроорганизмов
рост
их значительно
замедлялся, очевидно, вследствие угнетающего действия продуктов
метаболизма.
В течение 10 дней проходила адаптация консорциума к
повышенным концентрациям сульфата, выход сероводорода был
незначительным (индукционный период). Затем наступила фаза
экспоненциального роста (на второй неделе культивирования),
концентрация сероводорода резко увеличилась.
Начальные
концентрации
сульфатов, мг/л
15000
14000
13000
12000
11000
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
1500 мг/л
3000 мг/л
5000 мг/л
7000 мг/л
8000 мг/л
10000 мг/л
12000 мг/л
14000 мг/л
0
5
10
15
20
время культивирования, сут
25
30
15000 мг/л
Рисунок 2 - Влияние повышенных концентраций сульфатов
на процесс очистки вод от сульфатов СВБ
103
Выход сероводорода во флаконах с начальной концентрацией
сульфатов более 5 г/л составил 25-30% от теоретического, что
связано с нехваткой органического питания для процесса
сульфатредукции (восстановления сульфатов в сульфиды).
Значения экономического коэффициента для исследуемых
начальных концентраций сульфатов приведены в таблице 1.
Данный параметр отражает прирост биомассы на единицу
изучаемого субстрата в течение времени и является важнейшей
характеристикой ростовых процессов.
Таблица 1 - Значения экономического коэффициента для
исследуемых начальных концентраций сульфатов
Начальная
концентрация
сульфатов, г/л
Экономический
коэффициент, г/г
1,5
3
5
7
10
12
14
15
0,18
0,21
0,19
0,20
0,22
0,16
0,18
0,21
Повышение начальной концентрации изучаемого субстрата не
приводит к уменьшению экономического коэффициента, его значение
практически остается постоянным. Лимитирующим фактором в
данном эксперименте является концентрация органического питания
(глицерина), которое в данной работе во всех опытах составляла 1 г/л.
Таким образом, в данной работе показано, что сульфат не
является лимитирующим субстратом, при этом сульфат-ионы
находятся в избытке и не влияют на скорость роста. Однако при
начальной концентрации сульфатов более 5 г/л остаточная
концентрация сульфатов намного превышает предельно-допустимую
концентрацию сульфатов для сброса в водоёмы рыбо-хозяйственного
назначения (ПДКрыб\хоз = 100 мг/л). Таким образом, установлено, что
оптимальное содержание сульфатов в среде, используемой для
культивирования СВБ, а также оптимальная концентрация сульфатов
в промышленных сточных водах, подвергаемых биологической
очистке от сульфатов, составляет 1,5-3 г/л.
104
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Селекция высокоактивных консорциумов и скрининг
сульфатвосстанавливающих бактерий промышленных штаммов
/Вацурина А.В., Акимов В.Н., Смирнов Ю.Ю., Кирсанова Т.В.,
Хлебникова И.В.// Современное состояние микробиологии и
биотехнологии: материалы научной международной конференции –
Минск, 2009, с. 230-233.
2. Кинетика анаэробного биоразложения глицерина под действием
сульфат-восстанавливающих бактерий / В. Г. Динкель [и др. ] //
Биотехнология. - 2009. - N 5. - С. 54-62.
УДК 579.66
Т.Ю.Коршунова, С.Р.Мухаматдьярова, О.Н.Логинов
НОВЫЕ ПРЕДСТАВИТЕЛИ рр. PARACOCCUS И
AGROMYCES, УТИЛИЗИРУЮЩИЕ РАЗЛИЧНЫЕ
СОЕДИНЕНИЯ УГЛЕРОДА
Институт биологии Уфимского научного центра РАН, г. Уфа
Естественное очищение почв, вод и других природных
объектов от различных органических загрязнителей является
длительным процессом, определяющую роль в котором играют
микроорганизмы. Поэтому поиск и идентификация новых видов
бактерий, способных к биодеградации органических соединений
углерода, является актуальным.
Из образцов техногенно загрязненной почвы с территории
промышленного предприятия Республики Башкортостан были
выделены 16 изолятов. Анализ генов 16S рРНК выявил, что
нуклеотидные последовательности двух штаммов проявили низкий
уровень
сходства
с
таковыми
для
филогенетически
близкородственных типовых штаммов узаконенного вида. Штамм
105
№5 (Paracoccus sp.) имеет 97,69% сходства с типовым штаммом
Paracoccus homiensis DD-R11(T), а штамм №10 (Agromyces sp.) –
97,44% с типовым штаммом Agromyces soli MJ21(T).
Целью данной работы являлось выявление способности к
потреблению
различных
углеродсодержащих
субстратов
микроорганизмами штаммов Paracoccus sp. и Agromyces sp. В
качестве посевного материала использовали односуточные
культуры паракокков и агромицетов, выращенные на плотной среде
Раймонда. Микроорганизмы помещали в емкости со 100 мл
стерильной водопроводной воды. 2,5 мл этой бактериальной
суспензии вносили в колбы со 150 мл жидкой среды Раймонда.
Дальнейшее культивирование происходило статически в течение 21
суток. Источником углерода служили различные органические
соединения, взятые в количестве 0,75 г (0,5%).
Было выявлено, что обе бактериальные культуры способны к
образованию диссоциантов, отличающихся друг от друга
размерами, окраской и формой колоний, а также способностью
выделять слизь и коричневый пигмент во внешнюю среду.
Исследуемые
штаммы
паракокков
и
агромицетов
утилизируют
широкий
спектр
органических
веществ:
хлорпроизводные углеводородов (тетрахлорэтан, трихлорэтилен),
углеводороды алканового ряда (циклогексан, ундекан, додекан,
тридекан, тетрадекан), ароматические соединения (вторичный
бутилбензол, изоамилбензол, бензиловый спирт), спирты
(аллиловый,
деканол,
амиловый,
диэтиленгликоль,
триэтиленгликоль),
органические
кислоты
(метакриловая,
миристиновая, пентадекановая), а также циклогексанон и этиловый
эфир бензойной кислоты. Микроорганизмы Paracoccus sp.
предъявляют более жесткие требования к природе потребляемого
субстрата.
В дальнейшем планируется более точно идентифицировать
вышеупомянутые штаммы по совокупности физиологобиохимических и культурально-морфологических признаков, а
также уточнить их филогенетические характеристики.
106
УДК 581.1:577.214.625:578.853
Б.Р. Кулуев, М.Г. Сафиуллина, А.В. Князев
СОЗДАНИЕ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ ТАБАКА
ЭКСПРЕССИРУЮЩИХ ГЕН PNEXPA3 ТОПОЛЯ ЧЕРНОГО
Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра
РАН, Уфа
Экспансины представляют собой неферментативные белки
растений, разрушающие водородные связи между целлюлозными
микрофибриллами и гемицеллюлозным матриксом полимеров. В
каждом растении экспансины представлены множеством генов,
белковые продукты которых участвуют в регуляции роста и
развития растений, в основном путем регуляции клеточного
растяжения. Экспансины по степени филогенетического родства
делят на экспансины А (EXPA), или α-экспансины и экспансины В
(EXPB), или β-экспансины. Полностью секвенированный геном
арабидопсиса содержит 36 генов экспансинов: 26 ЕХРА, шесть
ЕХРВ. Было показано, что экспрессия некоторых изоформ
экспансинов коррелировала с ростом таких структур, как
гипокотили, колеоптили, междоузлия, побеги, листья, корни и
незрелые плоды. На данный момент известно, что экспансины
регулируют не только растяжение клеток, но являются более
универсальными белками, участвуя в ряде формообразовательных и
деструктивных процессов. Таким образом, экспансины участвуют в
регуляции роста и развития растений, но остается неизвестным,
какие процессы именно контролирует каждый экспансин и зачем
растению такое большое количество их форм. В связи с тем, что
геном тополя был полностью секвенирован, появилась возможность
изучения генов этого дерева и регуляции их экспрессии. Нами был
впервые выделен гомолог гена PtEXPA3 Populus trichocarpa из
тополя черного Populus nigra, при этом гену было дано название
PnEXPA3. Этот ген был клонирован нами в бинарном векторе
107
pCambia 1305.1 под управлением 35S промотора в смысловой
ориентации. Затем целевые генно-инженерные конструкции при
помощи агробактерий были внедрены в листовые экспланты табака.
Из множества регенерировавших первичных трансгенных побегов
были отобраны лишь те, которые гистохимически окрашивались
при обработке субстратом x-gluc. После этапов ПЦР-анализа,
укоренения на селективной среде и акклиматизации к условиям
почвы было отобрано 7 линий трансгенных растений. Семена этих
растений высаживали на селективной среде, определяли
соотношение трансгенных и нетрансгенных форм. Для дальнейших
экспериментов отбирали лишь те растения, которые давали
классическое соотношение хорошо растущих и не выживших форм
3:1. Затем 20-дневные проростки акклиматизировали к условиям
почвы и в течение всего вегетационного периода проводили их
морфофизиологический анализ. В качестве контроля использовали
трансгенные растения, содержащие Т-ДНК бинарного вектора
pCambia 1301 без целевого гена. За весь вегетационный период
контрольные и опытные растения по длине и площади листьев не
различались. В целом опытные растения морфологически
практически не отличались от контрольных. Различий не
наблюдалось и в размерах цветков, количестве листьев и времени
зацветания. Что характерно, трансгенные по гену PnEXPA3
отличались более высоким стеблем, разница в среднем составляла
около 23%. Наиболее интересные данные были получены при
измерении площади клеток эпидермиса листьев и цветков у
трансгенных растений. Оказалось, что клетки у опытных растений
на 30-40% больше, чем у контрольных, но из-за уменьшения их
количества, размеры листьев и цветков оставались неизменными.
Это означает, что, несмотря на увеличение размеров отдельных
клеток в органе, происходило компенсаторное уменьшение их
количества и величина органов оставалась неизменной. Результаты
наших исследований позволяют предположить, что ген PnEXPA3
принимает участие, прежде всего, в растяжении клеток стебля и
вероятнее всего может быть применен для создания трансгенных
растений тополя с увеличенными размерами ствола.
108
УДК 628.316.12
Т.В. Кирсанова, И.В. Хамидуллина, Ю.Ю. Смирнов,
Е.А. Кантор
ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ СУЛЬФАТОВ НА ПРОЦЕСС
МИКРОБНОЙ СУЛЬФАТРЕДУКЦИИ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г.Уфа.
Сульфатвосстанавливающие бактерии (СВБ) используются
для очистки сточных вод от сульфатов. СВБ получают энергию за
счет восстановления сульфатов, этот процесс (микробная
сульфатредукция) приводит к образованию сероводорода.
В связи с непостоянством состава поступающих на очистку
сточных вод и различием в требованиях к очищаемой воде,
актуальной задачей является исследование влияния на
используемый
консорциум
СВБ
различных
условий
культивирования. Несмотря на то, что органический субстрат и
сульфаты
являются
необходимыми
питательными
и
энергетическими источниками для СВБ, их избыток может пагубно
повлиять на жизнедеятельность этих микроорганизмов. С целью
определения этого влияния, оценено ингибирующее воздействие
повышенных концентраций
сульфатов на рост и развитие
консорциума СВБ. Установлено, что СВБ, входящие в состав
накопительной культуры, относятся преимущественно к родовым
таксонам
Desulfovibrio,
Desulfonema,
Desulfоmicrobium,
Desulfobulbus [1].
Ингибирующие значения сульфатов исследовалось в
статических условиях в герметичных флаконах при оптимальных
условиях культивирования (t=27О- 300С, рН=7,5-7,8, ОВП= -300
мВ) до выхода популяции в стационарную фазу. Применялась
питательная среда «DSM 63» следующего состава (г/л): глицерин –
1,26 (1 мл), КН2РО4 – 0,5, NH4Cl – 1,0, CaCl2·2H20 – 0,1, дрожжевой
109
экстракт – 0,1. В каждый флакон необходимое количество
сульфатов вносилось определенными навесками солей Na2SO4 и
MgSO4·7H2O.
В качестве источника углерода и донора электронов для
процесса сульфатредукции использован глицерин, ввиду его
доступности и относительной дешевизны.
По уравнению сульфатредукции [2] можно рассчитать, что
при полной деградации глицерина СВБ концентрация сульфатов в
растворе должна снизиться на 1640 мг/л:
 0,5CH3COOH+1,5H2CO3+
C3H8O3+1,25SO42- 
1,25HS-+0,75OH-+0,25H2O+ 0,5HCO-3.
X CВБ
Для оценки работоспособности бактериальной культуры
концентрации сульфатов в опытах варьируется в пределах 150015000 мг/л.
Начальные
концентрации
сульфатов, мг/л
15000
14000
13000
12000
Концентрация сульфатов, мг/л
11000
10000
1500
мг/л
3000
мг/л
5000
мг/л
7000
мг/л
8000
мг/л
10000
мг/л
12000
мг/л
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
0
5
10
15
20
время культивирования, сут
25
30
Рисунок 1 - Влияние повышенных концентраций сульфатов
на процесс микробной сульфатредукции
110
По полученным данным, СВБ жизнеспособны при всех
исследованных концентрациях сульфатов, процесс биохимического
восстановления сульфатов протекает достаточно эффективно.
В течение 5 дней проходит адаптация консорциума,
находившегося в состоянии покоя за счет исчерпания источника
сульфата, к свежей среде с недостающими элементами питания.
Интенсивный рост клеток СВБ наблюдается последующие 10
суток для концентраций сульфатов выше 10000 мг/л и 20 суток для
начального содержания сульфатов менее 10000 мг/л. При
дальнейшем
культивировании микроорганизмов рост
их
значительно замедляется, очевидно, вследствие угнетающего
действия продуктов метаболизма (сероводорода). Концентрация
сероводорода во флаконах с концентрацией сульфатов до 5000 мг/л
составляет 420-550 мг/л, с начальной концентрацией сульфат-ионов
более 5000 мг/л – 1200-1450 мг/л. Это объясняется, по-видимому,
тем, что при высоких концентрациях сульфатов в растворе СВБ
выигрывают в конкуренции за лимитированный субстрат
(глицерин) у метан- и ацетатобразующих анаэробных бактерий.
Кроме того возможно, что деградация глицерина проходит более
полно, чем указано в уравнении сульфатредукции.
Снижение концентраций сульфатов происходит следующим
образом: для начальной концентрации 1,5 г/л – на 1200 мг/л, для 3
г/л – на 2700 мг/л, для 5 мг/л и более – на 4100-4800 мг/л.
Таблица 1 - Значения основных кинетических параметров роста
СВБ для исследуемых начальных концентраций сульфатов
Начальная
концентрация
сульфатов, г/л
Экономический
коэффициент, г/г
Максимальная
удельная
скорость роста, ч-
1,5
3
5
7
10
12
14
15
0,18
0,21
0,19
0,20
0,22
0,16
0,18
0,21
0,00
12
0,00
12
0,00
12
0,00
12
0,00
12
0,00
25
0,00
25
0,00
25
1
111
Значения
основных
кинетических
параметров
сульфатредукции для исследуемых
концентраций сульфатов
приведены в таблице 1.
Эксперимент показывает, что повышение начальной
концентрации изучаемого субстрата не приводит к уменьшению
экономического коэффициента, его значение практически остается
постоянным. Начальная концентрация сульфатов более 10000 мг/л
оказывает существенное влияние на максимальную удельную
скорость роста СВБ, повышая её с 0,0012 до 0,0025 ч-1 (таблица 1).
При начальной концентрации сульфатов более 10 г/л процесс
сульфатредукции проходит в 2 раза быстрее, снижение
концентрации сульфатов значительно, выход сероводорода
максимален, однако, остаточная концентрация сульфатов намного
превышает предельно-допустимую концентрацию сульфатов для
сброса в водоёмы рыбо-хозяйственного назначения (ПДКрыб\хоз =
100 мг/л). Такой состав среды можно рекомендовать для генерации
биогенного сероводорода, используемого для очистки сточных вод
от тяжелых металлов.
Для очистки же сточных вод от сульфатов оптимальное
содержание указанных ионов в питательной среде и в
промышленных сточных водах, подвергаемых биологической
очистке от сульфатов, составляет 3 г/л и менее. Для очистки более
концентрированных
сульфатсодержащих
сточных
вод
с
использованием СВБ требуется предварительное разбавление
(например, хоз-бытовыми сточными водами) до оптимальной
концентрации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Селекция высокоактивных консорциумов и скрининг
сульфатвосстанавливающих бактерий промышленных штаммов
/Вацурина А.В., Акимов В.Н., Смирнов Ю.Ю., Кирсанова Т.В.,
Хлебникова И.В.// Современное состояние микробиологии и
биотехнологии: материалы научной международной конференции –
Минск, 2009, с. 230-233.
112
2. Кинетика анаэробного биоразложения глицерина под действием
сульфатвосстанавливающих бактерий / В. Г. Динкель [и др. ] //
Биотехнология. - 2009. - N 5. - С. 54-62.
УДК 581.1:577.214.625:578.853
Б.Р. Кулуев, Е.В. Михайлова
ПЕРЕОПЫЛЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ И СОРТОВ
ТАБАКА ПЫЛЬЦОЙ ИХ ТРАНСГЕННЫХ ФОРМ В
ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ
Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра
РАН, Уфа
При полевых исследованиях на местах возделывания
трансгенных культур был выявлен факт переопыления трансгенных
растений с нетрансгенными и благополучного выживания
гибридов. Согласно данным, приведенным в публикации
Александра Баранова, президента Общенациональной ассоциации
генетической безопасности, всего с начала выращивания ГМкультур зафиксировано как минимум 137 случаев генетического
загрязнения и выпуска трансгенов в окружающую среду в 43
странах. Определённую опасность также представляет утеря семян
ГМ-растений в ходе транспортировки. Это может представлять
проблему даже для тех стран, где выращивание трансгенов
запрещено.
Целью нашего исследования было изучение в лабораторных
условиях механизма передачи трасгенов при переопылении одних
видов другими и при самоопылении гибридов на примере растений
табака. Для экспериментов использовались следующие виды
растений: петуния мелкоцветковая (Рetunia milliflora), табак
душистый (Nicotiana alata), табак Лангсдорфа (Nicotiana
langsdorfii), паслён гулявниколистный (Solanum sisimbriifolium),
табак обыкновенный (Nicotiana tabacum) сорта «чёрный
113
кубинский», табак лесной (Nicotiana sylvestris), табак махорка
(Nicotiana rustica). Источником трансгенов служили полученные
ранее в лаборатории молекулярной биологии и нанобиотехнологии
ИБГ УНЦ РАН трансгенные растения табака Nicotiana tabacum
сорта SR-1, экспрессирующие гены ARL, ARGOS и AtEXPA10,
участвующие в регуляции роста и развития растений.
Для изучения переноса трансгенов на другие растения были
использованы различные методы переопыления. Переопыление
растений пыльцой трансгенных табаков Nicotiana tabacum сорта
SR-1 путём кастрации и перенесения пыльцы микробиологической
петлёй не увенчалось успехом. Искусственное опыление растений
Nicotiana tabacum сорта «чёрный кубинский» пыльцой
трансгенного табака сорта SR-1 происходило успешно, средняя
всхожесть семян составляла 80%. Удачное скрещивание
объясняется принадлежностью сортов к одному виду. В ходе
проведенной работы были получены устойчивые к селективному
антибиотику гибриды сорта «черный кубинский» и трансгенных
табаков сорта SR-1, модифицированных генно-инженерными
конструкциями pCambia 1301/ARL№3 (16 растений, у 2 из них
листья GUS+) и pCambia 1305.1/ARGOS (9 растений, у 2 из них
листья GUS+). ПЦР-анализ показал наличие в гибридных растениях
как генов ARL и ARGOS, так и 35S промотора. Целевые гены ARL и
ARGOS относятся к ключевым генам-регуляторам роста и развития
растений, первый из которых контролирует клеточное растяжение,
а второй клеточное деление. Трансгенные по этим генам растения
табака сорта SR-1 характеризовались увеличенными размерами
листьев и стебля. Исходя из этих данных, нами был проведен
сравнительный с контрольными нетрансгенными растениями
морфофизиологический анализ гибридных растений. Средняя длина
стебля гибридов с трансгеном ARGOS составила 100,6 см, средняя
длина трех самых длинных листьев составила 19,8 см, размер
цветка 5,5 см. Средняя длина стебля гибридов с трансгеном ARL
составила 103,7 см, средняя длина трех самых длинных листьев
составила 22,3 см, средний размер цветка 5,5 см. Контрольные
растения характеризовались длиной стебля в среднем 80 см, длиной
114
листьев 17 см, и длиной цветка 4,5 см. Таким образом, размеры
органов гибридов существенно превышали таковые у родительских
растений и имели фенотипические признаки увеличения размеров
органов, как типичные трансгенные растения. Размеры клеток у
гибридов по трансгену ARL размеры клеток эпидермиса листьев
были больше, чем у контрольных растений. Трансген ARGOS
увеличения размеров клеток не вызывал, а влиял только на
количество клеток. Пыльцой данных гибридов были успешно
опылены цветки табака лесного, семена которого оказались
жизнеспособны и обладали высокой всхожестью на среде с
селективным антибиотиком, на котором не могли бы вырасти
растения дикого типа.
Искусственное опыление растений Nicotiana rustica пыльцой
трансгенных растений в 26 случаях дало жизнеспособные семена,
из которых в 10 случаях семян было более ста, коробочки по
размеру были значительно больше, чем образованные в результате
самоопыления. В восьми случаях всхожесть превышала 50% (все
растения по трансгену ARL и одно растение по трансгену
AtEXPA10). Гибриды с целевым геном AtEXPA10 обладали
фенотипом Nicotiana rustica и значительно увеличенными органами
и размерами клеток, что говорит о высокой активности гена,
который является, в свою очередь, регулятором растяжения клеток.
Пыльцой данных гибридов были успешно опылены цветки табака
лесного. Тридцать гибридов с трансгеном ARL имели фенотип
Nicotiana tabacum и формировали коробочки с семенами. Гибриды
табака махорки и трансгенного табака модифицированного геном
ARGOS, а также два гибрида с геном ARL оказались не
фертильными. Полученные данные говорят о том, что в
лабораторных условиях вероятность передачи трансгенов при
переопылении довольно высока, и она тем выше, чем ближе по
родству являются исследуемые виды. Однако степень активности
гена непредсказуема. Признак может проявиться в большей
степени, чем у родительского ГМ-растения и, при условии его
полезности, легко закрепиться в популяции.
115
УДК 579.66:579.22
О. В. Ландер, Н. И. Петухова, В. В. Зорин
БИОКОНВЕРСИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО МАСЛА В
ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫЕ ЛИПИДЫ
ГРИБОМ MORTIERELLA ALPINА ГР-1
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Растительные масла могут быть конвертированы с помощью
фикомицетов Mortierella alpinа в грибные липиды, содержащие
ценные полиненасыщенные жирные кислоты[1-3], в том числе
арахидоновую
кислоту.
Благодаря
широкому
спектру
физиологической активности арахидоновая кислота представляет
большой
интерес
для
фармацевтической
и
пищевой
промышленности [4]. В частности, включение арахидоновой
кислоты в диету стимулирует развитие детей [5,6] и мозговую
деятельность пожилых людей [7]. Производные арахидоновой
кислоты, такие как анандамид (арахидонилэтаноламид) и 2арахидонилглицерин, являются эндогенными лигандами для
каннабиноидных рецепторов [8]. Амиды арахидоновой кислоты с
серотонином, дофамином ингибируют агрегацию тромбоцитов
человека [9].
В настоящей работе исследовано влияние начальной
концентрации кукурузного масла на его биоконверсию в
полиненасыщенные грибные липиды с помощью гриба Mortierella
alpinа ГР-1, в процессе твердофазного культивирования на овсяной
среде с 1 % глицерина и 0.01% сульфата цинка (среда ОГЦ) при 2325оС.
Ранее было показано, что в этих условиях гриб Mortierella
alpinа ГР-1, более эффективно усваивает кукурузное масло (1%),
внесенное в среду ОГЦ на 13 сутки культивирования по сравнению
с 8 или 10 сутками [10]. Вероятно, причиной этого является
116
повышенная активность ферментов катаболизма экзогенных
липидов (прежде всего липаз, катализирующих гидролиз
триацилглицеридов) в тринадцатисуточном мицелии гриба.
Действительно, при исследовании липолитической активности
мицелия Mortierella alpinа ГР-1 различного возраста (по
модифицированному методу Отто-Ямада [11]) было обнаружено, что
именно в период 12-13 суток она достигает наибольшей величины.
Липолитическая активность 10-ти суточного мицелия составляет не
более 10% от максимального значения.
В связи с этим при исследовании влияния концентрации
кукурузного масла на его биоконверсию грибом Mortierella alpinа
ГР-1 субстрат вносили в концентрации 1, 2 или 3% в
тринадцатисуточную культуру гриба и продолжали культивировать
при той же температуре в течение 12 суток. В качестве контроля
использовали культуру гриба, в которую не вносили экзогенное
масло.
В результате исследования было обнаружено, что увеличение
начального содержания кукурузного масла в среде с 1 до 3 %
приводит к значительному возрастанию содержания липидов в
мицелии. Наибольший уровень липидов в мицелии (76 %) был
получен при внесении 3 % экзогенного масла, но даже при
трансформации 2 % субстрата содержание липидов достигало
высокого значения (около 65 %).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Shimizu S., Kawashima H., Akimoto K., Shinmen Y., Yamada H. //
Appl. Microbiol. Biotechnol.- 1989.- V. 32.- P. 1
2. Петухова Н.И., Калимуллина Л.Я., Сюндюкова Ю.Р., Зорин В.В. //
Баш. хим. ж.- 2008.- Т. 15, № 1.- С. 19
3. Shimizu S., Akimoto K., Kawashima H., Shinmen Y., Yamada, H. //
J. Am. Chem. Soc.- 1989.- V. 66.- P. 237
4. Yamauchi A., Nagao T., Watanabe Y., Sumida M., Kobayashi T.,
Shimada Y. // JAOCS.- 2005.- V. 82.- P. 833
5. Carlson S.E., Werkman S.H., Peeples J.M., Cooke R.J., Tolley E.A. //
Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1993.- V. 90.- P. 1073
117
6. Birch E., Garfield S., Hoffman D.G., Uauy R., Birch D.G. // Der.
Med. Child Neurol.- 2000.- V. 42.- P. 174
7. Boure J.M. // J. Nutr. Health Aging.- 2004.- V. 8.- P. 163
8. Stella N., Schweltzer P., Plomelli D. // Nature.- 1997.- V. 388.- P. 773
9. Безуглов В.Н., Маневич Е.М., Арчаков А.В., Бобров М.Ю., Куклев
Д.В., Петрухина Г.Н., Макаров В.А., Бузников Г.А. // Биоорг.
Химия.- 1997.- Т. 23.- С. 211
10. Петухова Н.И., Хузина А.В., Ландер О.В., В.В. Зорин // Баш.
жим. ж.- 2009.- Т. 16, № 4.- С. 83
11. Гамаюрова В.С., Зиновьева М.Е. Ферменты. Лабораторный
практикум: учебное пособие.- СПб.: Проспект науки, 2011.- 256 с.
УДК 579.64
Т.Н. Леонтьева, Е.В. Кузина, Н.Н. Силищев
ИССЛЕДОВАНИЕ РОСТОСТИМУЛИРУЮЩЕЙ
АКТИВНОСТИ ШТАММА AZOTOBACTER VINELANDII ИБ 4
Институт биологии Уфимского научного центра РАН, г.Уфа
В современных условиях состояния окружающей среды
большое внимание требуется уделять сокращению использования
химических средств защиты растений, в том числе за счет
применения
биопрепаратов.
Преимущество
использования
биологических средств защиты растений состоит в том, что
микроорганизмы, входящие в состав биопрепаратов, оказывают
стимулирующее воздействие на рост и развитие растения.
Целью работы было изучение ростостимулирующей
активности бактерий штамма Azotobacter vinelandii ИБ 4,
являющихся основой биоудобрения «Азолен».
Культуру выращивали при 28 ºС и n=180 мин-1 на установке
УВМТ-12-250 в колбах емкостью 250 мл со 100 мл питательной
среды
в течение 6 суток. Ростостимулирующая активность
118
исследовалась на пророщенных семенах пшеницы при помощи
измерения величины корней и проростков. Использовались семена
озимой пшеницы сорта Безенчукская 380 (урожая 2010г, всхожесть
семян - 96%). Культуральную жидкость исследуемого штамма
получали на среде С-40 (ВКМ №40, 1992). В качестве источника
углерода использовали глюкозу, сахарозу, мелассу с добавлением в
среду или отсутствием дрожжевого экстракта. Содержание
культуральной жидкости в рабочем растворе при замачивании
семян составляло 9%, 23% и 33%. Для контроля использовали
водопроводную воду. Также в качестве контроля использовали
стерильную питательную среду, чтобы оценить влияние
компонентов, входящих в ее состав, на прорастание семян.
Показано, что стерильная питательная среда не влияет на
прорастание семян.
Использование для протравливания семян культуральной
жидкости штамма, полученной при выращивании A. vinelandii ИБ 4
на среде с глюкозой, отрицательно сказалось на длине проростков и
корней растений по сравнению с контролем.
При выращивании штамма A. vinelandii ИБ 4 на питательной
среде с мелассой наилучшие результаты по длине проростков
выявлены при концентрациях культуральной жидкости в рабочем
растворе 9% и 23%, но они незначительно превышают контрольный
образец.
Наилучшие результаты опыта получены при выращивании
штамма A. vinelandii ИБ 4 на среде с сахарозой, в том числе и при
отсутствии в среде дрожжевого экстракта. Установлено, что
максимальное увеличение длины проростков и корней пшеницы
относительно контроля получены при применении препаратов
A. vinelandii ИБ 4 с концентрацией рабочего раствора 9% и
составляет 18,57%.
119
УДК 579.66:579.22
О. В. Ландер, Н. И. Петухова
ДИНАМИКА РОСТА И ЛИПОЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
ДРОЖЖЕЙ PICHIA SP. 87-3 НА РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г.Уфа
Одним из наиболее перспективных способов получения
свободных
полиненасыщенных
жирных
кислот
из
триацилглицеридов является мягкий ферментативный гидролиз под
действием липаз. При химическом гидролизе триацилглицеридов
свободные ненасыщенные жирные кислоты образуются с низким
выходом, поскольку требуется их очистка от побочных продуктов,
образующихся
в
результате
термической
деградации
триацилглицеридов, окисления ненасыщенных жирных кислот и
образования их транс-изомеров [1].
Особый интерес представляют липазы микроорганизмов,
которые могут проявлять региоспецифичность в отношении
положения ацильных групп в триацилглицеридах, а также длины
жирнокислотного остатка, положения и количества в нем двойных
связей [2-4].
Важнейшим источником арахидоновой кислоты являются
липиды микроорганизмов[5]. Известны несколько примеров
использования бактериальных липаз, для получения её из масла
грибов Mortierella alpinа [6]. Однако, на сегодняшний день не
найдены
высокоселективные
липазы,
которые
способны
осуществлять региоселективный гидролиз липидов исключительно
с элиминированием целевой кислоты. Как правило, образуется
смесь жирных кислот с повышенным содержанием арахидоновой
кислоты и остается проблема ее доочистки [4,5]. Препараты
арахидоновой кислоты высокой чистоты (97%) [5] удается получить
120
сочетанием ферментативных процессов с карбамидной доочисткой
целевого продукта от сопутствующих насыщенных жирных кислот.
С целью поиска более доступного, чем грибные липиды,
источника углерода для получения препарата липаз были
исследованы рост и липолитическая активность дрожжей Pichia sp.
87-3 на жидких средах с различными растительными маслами.
Необходимость такого исследования обусловлена тем, что липазы
являются
индуцибельными
ферментами,
синтез которых
индуцируется растительными маслами, трибутирином, твинами и
рядом других источников углерода. При этом величина
липолитической активности культуры значительно зависит от вида
индуктора, в том числе от вида растительного масла[7].
Исследование динамики роста суспензионных культур
показало, что перенос клеток с углеводной среды на среды с
маслами сопровождается продолжительным лаг-периодом, в ходе
которого, как известно, должен индуцироваться синтез ферментов,
необходимых для использования нового субстрата. После
адаптации дрожжи наиболее активно увеличивали биомассу на
среде с оливковым маслом. Однако после третьих суток рост
дрожжей на данном субстрате прекращался, вероятно, из-за
накопления в среде ингибиторов. В тоже время на остальных
растительных маслах дрожжи продолжали увеличивать биомассу
даже на 5 сутки культивирования. Наибольший выход биомассы
был достигнут на кунжутном масле (почти в 2 раза превышающий
выход биомассы на оливковом масле).
Исследование липолитической активности культуральной
жидкости с использованием в качестве субстрата оливкового масла
показало, что во всех вариантах она достигает максимального
уровня на 3 сутки. Наименьшую липолитическую активность
показали культуры, растущие на оливковом, кунжутном и
подсолнечном маслах, тогда как наибольшая активность была
достигнута на среде с арахисовым маслом.
Таким образом, в результате исследования выявлен новый
продуцент липолитических ферментов (дрожжи Pichia sp. 87-3) и
подобран источник углерода для синтеза липаз, представляющих
121
интерес для создания методов получения арахидоновой кислоты из
липидов грибов Mortierella alpinа.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Майдина // Автореферат диссертации на соискание ученой
степени кандидата химических наук.- Москва. – 2008.- 20 с.
2. Matori M., Asahara T., Ota Y. // J. Ferment. Bioeng.- 1991.- V.
72.- P. 397
3. Bottino N.R., Vanderburg G.A., Reiser R. // Lipids.- 1967.V.2.- P. 489
4. Kojima Y., Sakuraduni E., Shimizu S. // J. Bioscience
Bioengin.- 2006.- V. 101.- P. 496
5. Yamauchi A., Nagao T., Watanabe Y., Sumida M., Kobayashi
T., Shimada Y. // J. Am. Oil Chem. Soc.- 2005.- V. 82.- P. 833.
6. Петухова Н.И., Рахматуллина Ю.Р., Яхутова Я.Р.,
Спирихин Л.В., Зорин В.В. // Баш. хим. ж.- 2006.- Т. 13, № 1, С. 95
7. Treichel H., de Oliveira D., Mazutti M.A., Luccio M.D., Oliveira J.V.
// Food Bioprocess Technol.- 2010.- V. 3.- P. 182
УДК 57.083.13
Р.М. Мефтахов, Н.И. Петухова
ИССЛЕДОВАНИЕ ФЛОККУЛИРУЮЩЕЙ АКТИВНОСТИ
ШТАММА ВХ-1, ВЫДЕЛЕННОГО ИЗ КИСЛЫХ РУДНИЧНЫХ
СТОКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КУЛЬ-ЮРТ-ТАУ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Биофлокулянты находят широкое применение в процессах
очистки воды от взвешенных частиц, при выделении и концентрации
биомассы и при извлечении продуктов метаболизма клетки в пищевой
промышленности [1]. Не исключено
расширение
области
122
применения биофлокулянтов, например, для извлечения компонентов
(Na, Cl, Mg, Mn, J, Br, Li и др.) из подземных вод – побочных
продуктов добычи нефти.
Основными
компонентами
биофлоккулянтов
являются
внеклеточные метаболиты: гликопротеины, полисахариды, протеины,
а также нуклеиновые кислоты, продуцируемые микроорганизмами в
течение их роста. Биофлоккулянты имеют преимущества над
неорганическими и химически синтезированными флоккулянтами, так
как являются безвредными для окружающей среды и человека, быстро
разлагаются в природных условиях [2].
Нами была выделена культура микроорганизмов из образцов
сточных вод с месторождения Куль-Юрт-Тау. Эта культура получила
условное обозначение ВХ-1.
Данный бактериальный штамм способен продуцировать
внеклеточный
полимер,
показывающий
существенную
флоккулирующую активность (более 65%).
Нами была исследована способность данной культуры
использовать в качестве субстрата глицерин – побочный продукт
производства биодизеля, требующий утилизации. Штамм ВХ-1
показал активный рост на твердой питательной среде с глицерином в
качестве источника углерода.
Максимальный выход биофлоккулянта наблюдался на среде,
содержащей 2% глицерина на 4-5 сутки культивирования.
Для процессов очистки сточных вод может быть целесообразно
использовать культуральную жидкость, не выделяя из неё
биополимер. Нами была исследована флоккулирующая активность
супернатанта культуральной жидкости в различных концентрациях.
Установлено, что максимальная флоккулирующая активность
наблюдается при внесении культуральной жидкости в концентрации
11% от общего объёма системы. С увеличением вносимого агента
активность снижается, либо остается неизменной.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Багаева Т.В., Е.Е. Зинурова Поиск перспективных форм
биофлокулянтов // Ученые записки Казанского государственного
университета. – 2008. –Т.150, кн. 2. – С. 128-135.
123
2. Кирилина Т.В., Шагинурова Г.И., Сироткин А.С.
Экзополимеры как ключевые компоненты микробных агрегатов в
биологических
очистных
системах
//
Сб.
Казанского
государственного технологического университета
УДК 632.417.2
Г.М. Рахимова, О.В. Радцева, Р.Ф. Исаев, Г.Р. Идельбаева,
З.Р. Муратова
РЕГУЛЯЦИЯ РОСТА И РАЗВИТИЯ РАСТЕНИЙ ПШЕНИЦЫ
СОРТА «ОМСКАЯ-36» ПРИ ОБРАБОТКЕ БИОПРЕПАРАТОМ
«ФИТОСПОРИН-М ЭКСТРА»
Башкирский государственный аграрный университет, г.Уфа
В настоящее время большое внимание уделяется экологизации
защитных мероприятий, применяемых в сельскохозяйственном
производстве. Биологический метод защиты растений является
наиболее важным звеном в выращивании экологически безопасной
сельскохозяйственной продукции. Биометод защиты растений
признан наиболее ресурсосберегающим приемом, позволяющим
защищать растения от болезней, вредителей, что повышает
продуктивность без затрат невосполнимых природных ресурсов [1,2].
В этом плане особый интерес представляют промышленные
препараты ООО НВП «БашИнком», в том числе биопрепарат
«Фитоспорин – М Экстра».
Целью проведенных исследований являлось выявление
рострегулирующей активности препарата «Фитоспорин – М Экстра» в
формировании урожая пшеницы сорта «Омская-36» при разных
способах обработки растений, а также выявление пораженности
растений возбудителями корневых гнилей.
Результаты
исследований,
представленные
в
табл.1,
свидетельствуют о значительном влиянии биопрепарата в
концентрации 0,5 л/т и 1,5 л/т при обоих способах обработки
124
растений. Так, при предпосевной обработке семян увеличивается
количество зерен в колосе на 27,4% и 22,8%, а при обработке
растений в фазе кущения – на 13,7% и на 12,1%. Определение массы
1000 зерен выявило при предпосевной обработке растений такую же
тенденцию, а обработка в фазе кущения повышает массу 1000 зерен
во всех вариантах.
Таблица 1 Влияние препарата «Фитоспорин-М Экстра» на
физиологические показатели растений пшеницы при разных способах
обработки
Варианты
Густота
стояния
растени
й, шт./м2
Продуктив
ная кустис
тость,%
1
2
3
4
5
6
7
632,0
695,3
611,3
821,3
735,0
773,0
607,3
89,4
98,2
93,7
96,3
93,6
98,5
92,0
Кол-во
Масса
зерен в
Урожай,
1000
колосе,
т/га
зерен, г
шт.
21,98
19,33
21,76
19,60
18,16
19,32
17,24
32,7
26,8
31,2
31,8
31,1
32,1
30,0
4,13
3,08
3,64
4,15
3,22
3,61
3,27
Распростр
анен
ность/
Интенсив
ность
развития
корневых
гнилей, %
56,3/19,7
64,9/22,3
44,8/13,8
77,1/22,4
60,0/19,0
64,1/19,4
88,9/29,4
Примечание: варианты 1 - 3 – предпосевная обработка семян
пшеницы; варианты 4 - 6 – обработка растений в фазе кущения; дозы:
варианты 1,4 – 0,5 л/т; варианты 2,5 – 1,0 л/т; варианты 3,6 – 1,5 л/т,
вариант 7 – вода.
Урожай зерна пшеницы увеличивается по сравнению с
контролем на 26,3% и 11,3% в вариантах 1,3 и на 26,9% и 10,4% - в
вариантах 4 и 6.
Фитопатологическая
оценка
пораженности
пшеницы
возбудителями корневых гнилей показало наибольшее подавление
125
болезней при предпосевной обработке более высокой дозой
препарата. Тогда как низкие концентрации в меньшей степени
подавляют фитопатогены и повышают урожай зерна пшеницы.
Таким образом, исследования, направленные на изучение
действия препарата «Фитоспорин-М Экстра» показали высокую
эффективность в качестве как ростстимулятора, так и биофунгицида.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Артамонов, В.И. Биотехнология – агропромышленному комплексу/
В.И.Артамонов // - М., Наука.1989.-С.160.
2. Комсачева Л.С. Влияние 6-бензиламинопурина на прорастание
проса и его амиолитическую активность/ Л.С.Комсачева, Н.А.
Жеребцова // Регуляторы роста и развития растений. – М., 1982, С.111.
УДК 57.083.13
Р.М. Мефтахов, Н.И. Петухова
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЕ ГЛИЦЕРИНА НА РОСТ
КУЛЬТУРЫ ВХ-1, ВЫДЕЛЕННОГО ИЗ КИСЛЫХ
РУДНИЧНЫХ СТОКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КУЛЬ-ЮРТ-ТАУ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Побочным продуктом переработки липидов растительного и
микробного происхождения, в частности при производстве
биодизеля, является глицерин, на основе которого можно получать
разнообразные практически важные продукты путем микробного
синтеза [1,2].
Нами была исследована способность роста штамма ВХ-1 на
минеральной среде, содержащем глицерин в концентрации 1%. В
126
качестве контроля были взяты сахароза, глюкоза и этанол в той же
концентрации.
Было установлено, что культура ВХ-1 активно использует
глицерин для роста.
Устойчивость к глицерину весьма важное свойство
микроорганизмов, поскольку в отходах производства биодизеля
содержится 60 -70 % глицерина и потребуется меньшее его
разбавление при утилизации.
Нами было исследовано влияние концентрации глицерина на
рост культуры при их твердофазном культивировании на
агаризованной среде.
Было обнаружено, что повышение содержания глицерина в
среде до 2-4% приводит к существенному увеличению выхода
биомассы с одной чашки Петри. Дальнейшее увеличение
концентрации глицерина в среде до 6-10% ингибирует рост
культуры ВХ-1. Для дальнейших исследований решено
использовать концентрацию глицерина 2% от объема.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Narayan M.S., Manoj G.P., Vatchravelu K., Bhagyalakshmi N.,
Mahadevaswamy M. Int. J. Food Sci. Nutr., 2005, v. 56, p. 521.8
2. Zhang J., Liu Z., Wang S., Jiang P. Characterization of a
bioflocculant produced by the marine myxobacterium Nannocystic sp.
NU-2 // Appl. Microbiol. – 2002. – V. 59, No 4–5. – P. 517–522.21
127
УДК 615.012/.014:532.135
Т.В. Романко1, Я.А. Костыро2, Е.Н. Гуменникова2, В.Г.
Романко3, Ю.И.Муринов1
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОРИГИНАЛЬНОЙ
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ КОМПОЗИЦИИ
УЛЬТРАДИСПЕРСНОЙ СИСТЕМЫ СЕРЕБРА,
СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ АРАБИНОГАЛАКТАНОМ
ЛИСТВЕННИЦЫ
Институт органической химии УНЦ РАН, г.Уфа
Иркутский институт химии им. А.Е.Фаворского СО РАН,
г.Иркутск
3
Башкирский институт социальных технологий, г.Уфа
1
2
Широкое распространение резистентных антибиотикам
штаммов
микроорганизмов
обуславливает
необходимость
разработки и применения новых антисептических средств гнойной
хирургии и комбустиологии для подавления инфекции и
стимуляции заживления ран. Серебросодержащие препараты в виде
мягких лекарственных форм для наружного применения на
сегодняшний
день
являются
наиболее
перспективными
антимикробными,
вирулицидными
и
ранозаживляющими
средствами для лечения инфицированных ран и ожогов. Однако их
широкое применение в клинике ограничивает высокая стоимость
курса лечения, так как это дорогостоящие лекарственные средства
импортного производства, известные как «Аргосульфан» (серебра
сульфатиазол, Польша), «Дермазин» (серебра сульфадиазин,
Словения), «Сульфаргин» (серебра сульфадиазин, Эстония) и
«Эбермин» (серебра сульфадиазин и эпидермальный фактор роста
человеческий рекомбинантный, Куба) [1].
Помимо ионных форм серебра, эффективность которых не
вызывает сомнений [2], в эксперименте все чаще используют
ультрадисперсные системы коллоидного серебра, которые являются
128
потенциальными
антимикробными
и
противовирусными
средствами
[3, 4].
Поэтому
разработка
оригинальных
серебросодержащих соединений и фармацевтических композиций
на их основе для лечения инфицированных ран и ожогов является
актуальной проблемой современной науки.
Методом динамической реологии изучены структурномеханические
свойства
оригинальной
фармацевтической
композиции
ультрадисперсной
системы
серебра,
стабилизированной арабиногалактаном (нанокомпозит серебра и
арабиногалактана)
в
сравнении
с
официальным
серебросодержащим
препаратом
«Дермазин».
Обнаружены
существенные отличия реологических параметров изучаемых
мягких лекарственных форм, влияющие на их фиксацию на
поверхности кожи, биодоступность действующих веществ, а также
на технологию производства. Установлено, что оригинальная
фармацевтическая композиция ультрадисперсной системы серебра,
стабилизированной
арабиногалактаном,
является
структурированной
жидкостью
с
ярко
выраженным
неньютоновским характером течения, обладающей вязкопластичными и тиксотропными свойствами. Структурномеханические параметры разработанного состава находятся в
хорошем соответствии с требованиями технологического
реологического оптимума экструзии для гидрофильных гелей [5, 6].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Государственный реестр лекарственных средств. Веб-сайт
федеральной службы по надзору в сфере здравоохранения и
социального развития [электронный ресурс]. Режим доступа: http: //
www.regmed.ru.
2.
Благитко Е.М.,
Бурмистров В.А.,
Колесников А.П.,
Михайлов Ю.И., Родионов П.П. Серебро в медицине. Новосибирск:
Наука-центр, 2004.
3. Rai M., Yadav A., Gade A. // Biotechnology. Advances. 2009. V.27.
P.76-83.
129
4. Duran N., Marcato P.D., Conti R. Alves O.L., Costa F.T.M.,
Brocchi M. // Journal of Brazilian Chemical Society. 2010. V.21. P. 949959.
5. Романко Т.В., Муринов Ю.И., Романко В.Г. // ЖПХ. 2009. Т.82.
№.8. С.1389-1393.
6. Романко Т.В., Аюпова Г.В., Федотова А.А., Муринов Ю.И.,
Романко В.Г. // ХФЖ. 2010. Т.44. № 7. С.40-43.
УДК 632.417.2
О.В. Радцева, Г.М. Рахимова, Р.Ф. Исаев, Р.Р. Зарипова,
Н.С. Алексеева
ФОРМИРОВАНИЕ УРОЖАЯ ПШЕНИЦЫ СОРТА
«ОМСКАЯ-36» ПРИ ОБРАБОТКЕ ПРЕПАРАТОМ «КЕТАН»
Башкирский государственный аграрный университет, г.Уфа
Добыча и переработка углеводородного сырья сопряжена с
получением сопутствующих фракций,
которые наносят
непоправимый вред окружающей среде. В этой связи актуальным
является вопрос утилизации отходов нефтеперерабатывающей
промышленности и получение из них продуктов для использования
в сельском хозяйстве.
В Институте нефтехимии и катализа УНЦ РАН был получен
препарат «Кетан» из отходов нефти, содержащий сульфидную серу.
Данный препарат относится к четвертому классу токсичности.
Ранее было показано, что «Кетан» обладает регулирующим
действием на растения гороха.
В задачу нашей работы входило изучение влияния препарата
«Кетан» на фотосинтетическую деятельность листового аппарата и
урожайность исследуемых растений клевера.
Целью проведенных исследований являлось выявление
рострегулирующей активности препарата «Кетан» в формировании
130
урожая пшеницы сорта «Омская-36» при разных способах
обработки растений, а также оценке пораженности растений
возбудителями корневых гнилей.
Таблица 1 Влияние препарата «Кетан» на физиологические
показатели растений пшеницы при разных способах обработки
Густота
стояния
Варианты
растений,
шт./м2
1
2
3
4
5
6
7
648,0
723,3
800,3
756,0
725,0
756,0
607,3
Продуктив
ная кустис
тость,%
Кол-во
зерен в
колосе,
шт.
Масса
1000
зерен,
г
Урожай
,
т/га
90,1
93,9
97,7
100
96,5
94,1
92,2
23,46
21,65
21,95
19,41
19,2
20,7
17,24
29,3
27,7
28,5
31,7
32,0
32,5
30,0
3,13
3,62
4,13
4,27
4,2,0
4,71
3,27
Распространен
ность/
Интенсив
ность
развития
корневых
гнилей, %
62,6/18,8
63,2/15,5
51,9/14,15
71,9/23,6
71,9/21,0
60,3/18,9
88,9/29,4
Примечание: варианты 1 - 3 – предпосевная обработка семян
пшеницы; варианты 4- 6 – обработка растений в фазе кущения;
дозы: варианты 1,4 – 0,1%; варианты 2,5 – 0,01%; варианты 3,6 –
0,05 %, вариант 7–вода.
Представленные в таблице 1 результаты свидетельствуют о
влиянии препарата «Кетан» на формирование урожая пшеницы при
обработке растений в фазе кущения, что отражается на накоплении
массы 1000 зерен, которая превышает контроль на 5,0%, 6,7% и 8,3%
во всех вариантах.
Фитопатологическая
оценка
показала
снижение
распространенности и интенсивности развития возбудителей
корневых гнилей во всех вариантах и при обоих способах обработки
растений.
Урожай зерна пшеницы повышается на 30,6%, 28,4% и 44,0% по
сравнению с контролем в тех же вариантах опыта.
Таким образом, проведенные исследования показали, что
наиболее эффективной является обработка препаратом «Кетан» в фазе
131
кущения, что приводит к увеличению урожая и подавлению развития
возбудителей корневых гнилей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Радцева О.В. Влияние кетана на растения гороха / О.В.Радцева,
М.М.Хайбуллин // Материалы 57 научно-технической конференции
студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ: тез. докл. - Уфа,
2006, - С. 35.
2. Радцева О.В. Реакция сортов клевера на обработку Кетаном /
О.В.Радцева // Материалы научно – генетической конференции М., МСХА – 2002.- С.22-24
УДК 579.66:547.94
Т.Н. Михайлова, Л. М. Султанова, Н.И Петухова, В.В. Зорин
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЛИЦЕРИНА ПРИ ГЕТЕРОФАЗНОЙ
ФЕРМЕНТАЦИИ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Известно,
что
для
увеличения
доступности
лигнифицированной целлюлозы для действия целлюлолитических
ферментов, ее можно подвергать предварительной обработке
глицерином. Поскольку глицерин является побочным продуктом
переэтерификации растительных масел, то в связи с ростом
мирового производства биодизеля он образуется в больших
количествах. И хотя в настоящее время очищенный глицерин
широко используется в промышленности для производства товаров
народного потребления, тем не менее большие объемы сырого
глицерина ликвидируются в виде отходов.
На данное время одним из наиболее перспективных
направлений представляется конверсия глицерина в целевые
132
продукты с помощью химического или микробиологического
синтеза. При этом следует отметить, что для химической
трансформации одним из критериев эффективности процесса
является использование очищенных фракций глицерина, в то время
как в микробиологическом синтезе можно использовать отходы без
предварительной обработки. Имеющиеся данные по разработке
технологий получения продуктов гидролиза указывают на
эффективность применения глицерина в качестве единственного
источника
углерода
или
компонента,
добавляемого
к
традиционным субстратам.
В связи с этим нами был разработан метод, в котором
глицерин выступает не как источник углерода, а как
конвертирующий
агент
при
гетерофазной
ферментации
целлюлозосодержащих твердых отходов. В качестве субстрата
после предварительной обработки глицерином использовались
отходы
деревообрабатывающей
и
сельскохозяйственной
промышленностей: опилки, солома, валежник, хвоя и луговая трава.
В качестве ферментного препарата использовалась культуральная
жидкость
актиномицета
К-7,
выбранного
по
итогам
предшествующих исследований.
Из
всех
исследованных
субстратов
солома,
как
крупнотоннажный отход сельскохозяйственной промышленности,
является наиболее подходящим сырьем для использования при
гетерофазной ферментации. При этом процесс предобработки этого
сырья не требует больших затрат, поскольку в качестве агента для
предобработки используется глицерин, являющийся побочным
продуктом
при
производстве
биологического
топлива.
Установлено, что глицерин не используется данными культурами
как источник углерода, поскольку при концентрации более 5%
глицерина в среде рост актиномицетов отсутствует. Кроме того
установлено, что процесс конверсии предобработанного сырья
протекает за относительно небольшой промежуток времени: на 8
сутки наблюдаются максимальные показатели содержания
редуцирующих веществ и прироста биомассы.
133
УДК 582.28
А. Н. Скорняков, Р. М. Мефтахов, Н.И. Петухова
ИССЛЕДОВАНИЕ РОСТА МЕЛАНИНСОДЕРЖАЩИХ
ГРИБОВ НА РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ.
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Изучение фармакологических особенностей природных
фенольных соединений, в частности конденсированных фенолов,
характеризует их как класс соединений с низкой токсичностью,
обладающих разнообразным биологическим действием. Эти
свойства могут найти широкое применение в ряде областей
профилактической и клинической медицины. Обширную группу
природных конденсированных фенолов составляют меланиновые
пигменты, имеющиеся у всех живых организмов [1].
Известно, что черную окраску микроорганизмов часто
обеспечивают пигменты группы меланинов. Накопление меланина
в стенках гифов распространено среди грибов в сложных условиях
окружающей среды. Меланины – группа высокомолекулярных
фенольных соединений, выполняющих защитную функцию.
Существует несколько различных групп меланинов, объединённых
общими свойствами. Известно, что благодаря большому количеству
ненасыщенных связей меланины могут присоединять свободные
радикалы,
образующиеся
в
клетке
под
действием
ультрафиолетового и ионизирующего излучения, а также
образовывать комплексы с ионами тяжелых металлов [1-3].
Считается, что меланин предохраняет грибы от высоких температур
и высыхания. Устойчивость к тяжелым металлам и их сорбция
также может быть объяснены структурой гифов, которые обладают
устойчивой к высушиванию меланин-содержащей клеточной
стенкой[3].
134
Грибы, содержащие меланин более устойчивы к
экстремальным
условиям
нежели
родственные
непигментированные виды. Эффект увеличения жизнеспособности
грибов, содержащих меланин, связан с функцией этого пигмента
как внеклеточного окислительно-восстановительного буфера,
который нейтрализует окислители внешней среды. Клетки,
содержащие меланин, показывают в 10 раз большую выживаемость,
чем непигментированные в среде, содержащей свободные радикалы
азота и кислорода. Показано, что некоторые пигментированные
штаммы микроорганизмов могут нейтрализовать больше
окислителя и выдержать более высокие концентрации гипохлорита
и перманганата, чем штаммы-альбиносы того же вида. Таким
образом, меланины обладают подтвержденной антиокислительной
активностью [3].
Нами было проведено исследование роста пигментированной
ацидофильной грибной культуры на различных жидких средах
(среда Чапека, среда с 2% глюкозы и дрожжевым экстрактом, среда
с 2% глицерина и дрожжевым экстрактом, сусло 3°Б) при 30 °С в
течение 20 суток. При этом грибы образовывали сферические
слабоокрашенные колонии, свободно плавающие в толще воды.
Наиболее активный рост в первые 20 суток наблюдался на среде
Чапека.
После чего колбы с грибами переместили на освещенное
пространство в стационарные условия, где они выращивались еще
20 суток. Грибы, растущие на среде Чапека и среде, содержащей
глюкозу и дрожжевой экстракт, сформировали плотный мицелий на
поверхности. При этом наибольший выход пигментированной
биомассы был получен на среде, содержащей 2% глюкозы и
дрожжевой экстракт.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Fangdong Zhan Yongmei He Yanqun Zu Tao Li Zhiwei Zhao
Characterization of melanin isolated from a dark septate endophyte
(DSE), Exophiala pisciphila // World J Microbiol Biotechnol. – 2011.
2. В.В, Племенков Введение в химию природных соединений.
– Казань. – 2001.
135
3. Н.В. Сушинская, Т.А. Кукулянская, В.П. Курченко, Л.М.
Шостак получение и физико-химические свойства меланинов из
базидиомицетов // Труды БГТУ. Сер.IV. Химия и технология
органических веществ. – 2004. – Вып. XII. – С.193–197.
УДК 579.66:547.94
Т.Н. Михайлова, Л. М. Султанова, Н.И.Петухова, В.В.Зорин
ИССЛЕДОВАНИЕ ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ
СУБСТРАТОВ, ПРЕДОБРАБОТАННЫХ ГЛИЦЕРИНОМ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г.Уфа
Отходы лесной и сельскохозяйственной лигноцеллюлозы
являются перспективным сырьем для получения альтернативных
топлив с помощью микроорганизмов. Одним из экономически
целесообразных подходов к использованию лигноцеллюлозы в
микробиологических
процессах
является
одновременное
осуществление гидролиза целлюлозы, входящей в состав
лигноцеллюлозных отходов, и ферментацию образующихся
моносахаридов микроорганизмами.
В настоящей работе исследована возможность применения
глицерина для органосольватолиза биомассы луговых трав с целью
интенсификации процессов гидролиза субстрата и синтеза
целлюлаз микроорганизмами.
В качестве тест-культур были
использованы целлюлитические актиномицеты (культуры К-2 и К7), выделенные из почвенных образцов на среде Гетчинсона с
фильтровальной бумагой. Ранее, при культивировании этих
микроорганизмов на среде Чапека с луговыми травами, без
предварительной обработки субстрата глицерином, было выявлено,
что в 8-ми суточных культурах накапливается мало редуцирующих
веществ (РВ): 20 и 32 мг/л для К-2 и К-7, соответственно.
136
Предобработка биомассы луговых трав 2 – 20%-ными водносолевыми растворами глицерина и последующая промывка
лигноцеллюлозного субстрата водой приводит к существенному
увеличению
выхода
РВ
в
процессе
культивирования
целлюлитических актиномицетов. Наибольший эффект (почти в 10
раз больше РВ по сравнению с контролем) дает предобработка
субстрата 20%-ным раствором глицерина при использовании
культуры К-7. В тоже время простое добавление в среду глицерина
перед ее стерилизацией (без последующей промывки субстрата)
лишь незначительно увеличивает выход РВ в области концентрации
2 – 5% по сравнению с контролем, а при более высоких
концентрациях глицерина уровень продуктов гидролиза целлюлозы
снижается.
Обнаружено, что в вариантах с предобработкой и промывкой
субстрата более активно, чем в контроле происходит рост
микроорганизмов, о чем свидетельствуют более высокие значения
оптическ5ой плотности (ОД520) 8-ми суточных культуральных
жидкостей. Это указывает на то, что более высокий выход РВ
обусловлен не столько снижением скорости их утилизации
микроорганизмами, сколько увеличением скорости гидролиза
субстрата. В пользу такого предположения свидетельствуют также
результаты
исследования
процесса
гидролиза
карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) с помощью препаратов 8-ми
суточной культуральной жидкости микроорганизмов. Обнаружено,
что КМЦ-целлюлазная активность внеклеточных ферментов обоих
микроорганизмов резко увеличивается в результате предобработки
биомассы луговых трав в присутствии 2-5 %-ных растворов
глицерина.
Примечательно, что в случае культуры К-2 применение более
высококонцентрированных растворов глицерина приводит к
снижению целлюлазной активности культуры и некоторому
замедлению ее роста В тоже время, в случае культуры К-7 КМЦцеллюлазная активность продолжает увеличиваться даже при
использовании 10 и 20%-ных растворов глицерина для
137
предобработки, достигая значений в 9 – 10 раз, превышающих
активность в контрольном варианте.
Таким образом, полученные результаты показывают, что глицерин,
являющийся отходом производства биодизеля, может быть
успешно использован для интенсификации микробиологических
процессов, основанных на биоконверсии биомассы луговых трав.
Однако, концентрация глицерина в растворе, оптимальная для
предобработки субстрата, зависит от свойств используемого
микроорганизма.
УДК 547.954.681.3.06
С.А. Кирлан, М.А. Тюрина, В.В. Кирлан, Ю.И. Булатова
ЗАКОНОМЕРНОСТИ СВЯЗИ «СТРУКТУРАФУНГИЦИДНАЯ АКТИВНОСТЬ» ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Научно-исследовательский институт гербицидов и регуляторов
роста с опытноэкспериментальным производством АН РБ, г. Уфа
Получена модель теоретической оценки фунгицидных свойств
ароматических и гетероциклических соединений, которая
применена для фрагментного анализа 34 структур производных
бензимидазола, синтезированных и биологически исследованных на
проявление активности (ГУ «НИТИГ АН РБ», Чикишева Г.Е.).
Теоретические данные оценки активности соответствуют
экспериментальным на уровне 80%. В результате структурного
анализа выявлен приоритет замены химических фрагментов при
проведении молекулярной модификации в рамках фунгицидной
активности. Приоритет замены фрагментов определен на основе
критериев теории игр: учёт максимальной информативности из всех
138
Информативность
-0,1
-0,2
-0,3
-0,5
-0,6
-0,7
а)
139
(-CH2-) - (Cl)
Фрагменты молекул
(143)
(-O-) - (>C=C<) - (>C=C<)
(>C=C<) - (>C=C<)
(>C=O) - (>C=C<) - (>C=C<)
(-N=C<) - (-NH-) - (>C=C<)
(-OH) - (>C=C<)
(-NH2) - (-N=C<)
(-NH2)
(-NH-) - (-N=C<)
(-N=C<) - (-NH-) - (>C=C<)
(>N-)
(-NH-)
(>N-) - (-N=C<)
(-NH2) - (-N=C<)
(-N=C<)
0,1
(>C=C<) - (>C=C<) - (>C=C<)
(-O-) - (>C=O)
(>N-) - (>C=O) - (102)
(-NH-) - (>C=O) - (102)
(-CH3) - (>C=O) - (-NH-)
0,15
(>C=C<) - (>C=C<) - (F)
(-NH2) - (>C=C<) - (>C=C<)
(-NH2) - (-N=C<) - (-NH-)
(>C=O) - (122) - (-OH)
0,2
(-O-) - (>C=O)
0
(>C=O) - (238) - (I)
0,25
(>C=O) - (187) - (I)
0,3
(>C=C<) - (>C=C<) - (Br)
0,35
(>C=C<) - (>C=C<) - (Cl)
0,4
(-N=C<) - (-NH-) - (>C=C<)
0,45
(-NO2) - (>C=C<) - (>C=C<)
-0,4
(-CH3) - (-O-)
Информативность
максимальных, достигаемых при усложнении фрагментов, и
минимальной из минимальных. На рисунке 1 представлены
некоторые фрагменты химических структур производных
бензимидазола, которые имеют наибольший вклад в активность и
последнее место приоритета замены.
0,05
0
Фрагменты молекул
Рисунок 1 - Химические фрагменты, имеющие наибольший
вклад в проявление фунгицидной активности, где 187 - 3-Ph, 238 2,3,5-Ph, 122 -2-Ph , 143 - 4-Ph .
На рисунке 2 представлены фрагменты молекул производных
бензимидазола, которые имеют наименьший вклад в активность.
0,2
0,1
Информативность
0
-0,1
-0,2
-0,3
-0,4
-0,5
-0,6
-0,7
140
(-O-) - (>C=C<) - (Cl)
(>C=C<) - (>C=C<) - (Br)
(Cl) - (cycle)
(-NH-) - (>C=O) - (131)
(>C=O) - (143) - (Cl)
(>SO2) - (>C=C<) - (>C=C<)
(-O-) - (>C=O)
(-O-) - (>C=O) - (122)
(-O-) - (238) - (I)
(>C=C<)
(102) - (>C=O) - (119)
(-CH3) - (-O-) - (>C=O)
(-CH3)
(>CH-) - (-CH2het-) - (-NH-)
(Br) - (121)
(-NH-) - (>SO2) - (>C=C<)
(>SO2)
(-O-) - (>C=C<) - (>C=C<)
(>C=C<) - (>C=C<) - (Cl)
(-NO2) - (cycle) - (>C=O)
(-OH) - (cycle) - (Cl)
(cycle) - (>C=O) - (119)
(>C=O) - (cycle) - (Br)
(-NH-) - (>C=O) - (217)
(Cl) - (121)
(>C=O) - (187) - (Br)
(-NH-) - (>C=O) - (cycle)
(-OH) - (238) - (I)
(>C=O) - (122) - (Br)
(-NO2) - (121) - (>C=O)
(-O-) - (122) - (>C=O)
(>C=O) - (122) - (-OH)
(-CH3) - (-O-)
(-NH2) - (-N=C<)
(-NH2) - (143) - (>C=O)
(>C=O) - (304) - (F)
(-O-) - (121) - (Br)
(>C=C<) - (>C=C<)
(-NO2) - (121)
(>C=O) - (122) - (Cl)
0,2
0,1
Фрагменты молекул
б)
Рисунок 2 - Химические фрагменты, соответствующие первому
(а) и второму (б) местам приоритета замены по фунгицидной
активности, где 187 - 3-Ph, 238 - 2,3,5-Ph, 122 -2-Ph, 143 - 4-Ph,102-Ph .
В результате определены «центры фунгицидной активности» фрагменты, присутствие которых значительно повышает
фунгицидные свойства исследуемых соединений. Так же выявлены
фрагменты, которые могут быть рекомендованы к замене при
проведении молекулярного моделирования с целью получения
эффективных фунгицидноактивных соединений.
Работа проведена в рамках госконтракта № 14.740.11.1375.
УДК 573.6.086.83:550.7
А.Н. Скорняков, Н.И. Петухова, Р.М. Мефтахов, В.В. Зорин
ИССЛЕДОВАНИЕ БИООКИСЛЕНИЯ ПИРИТА И МЕДНОГО
КОНЦЕНТРАТА ПОСЛЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО
ХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ.
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г.Уфа
Получение металлов с применением бактериального
выщелачивания относится к перспективным процессам [1]. Однако
его промышленное применение сдерживается недостаточно
высокой скоростью его протекания [2].
Вместе с тем недавно было показано, что двухстадийная
технология выщелачивания медьсодержащего сырья, в которой
химическая и биологическая стадии разобщены и осуществляются
в оптимальных условиях, позволяет значительно сократить
длительность процесса по
сравнению с традиционной
одностадийной технологией [2].
Ранее нами была исследована стадия химического окисления
медного концентрата Бурибаевского ГОК, содержащего 17% меди и
37% железа, и пирита с отработанного месторождения Куль-ЮртТау. Показано, что стадия химического окисления может быть
использована для интенсификации процесса бактериальнохимического выщелачивания медного концентрата в несколько
циклов. Использование же стадии химического окисления для
выщелачивания пирита является неэффективным [3].
С целью интенсификации процесса выщелачивания медного
концентрата с помощью умеренно-термофильного консорциума
микроорганизмов [3] в настоящей работе исследован процесс
биовыщелачивания химически окисленного концентрата
Известно, что подобная предобработка руды, в ходе которой
удаляются наиболее легкоокисляемые фракции сульфидных
141
минералов
из
концентратов
и
происходит
нарушение
поверхностной кристаллической структуры наиболее трудно
окисляемых минералов, может способствовать ускорению
процессов биовыщелачивания упорных материалов [4].
При сравнении процессов биовыщелачивания медного
концентрата,
предварительно подвергнутого химическому
окислению биораствором в течение 7 ч и необработанного образца,
было обнаружено, что средняя скорость регенерации окислителя
(ионов Fe3+) возрастает почти в 2 раза после химической
предобработки. При этом выход общего железа также
увеличивается в 1,7 раза, что свидетельствует о протекании
процесса выщелачивания сульфида, а не просто окисление ионов
Fe2+, внесенных вместе с питательной средой.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Watling H.R. // Hydrometallurgy. – 2006. – Vol. 84. – pp. 81-108.
2. Фомченко Н.В., Бирюков В.В. // Прикладная биохимия и
микробиология. – 2009. – т.45, №1. – с. 64-69
3. Петухова Н.И., Скорняков А.Н., Ковтуненко С.В., Зорин В.В. //
Баш. хим. ж. – 2009. – Т.16, №4 – С. 59-61.
4. Муравьев М.И. Разработка интенсивной технологии
биоокисления
золотосодержащих сульфидных концентратов: Автореф. дис. канд.
техн. наук. М. - 2007. - 18 с.
142
УДК 547. 31 : 577.15
1
Р.М. Халиков, 2 В.А. Егоров
ФИТОПРОСТАНОИДНЫЕ ОКСИЛИПИНЫ
БИОПРЕПАРАТА ИЗ СЕМЯН ЛЬНА
1
Башкирский государственный педагогический университет
им.М.Акмуллы, г.Уфа
2
Институт органической химии УНЦ РАН, г. Уфа
Окисленные метаболиты полиненасыщенных жирных кислот
растений – фитопростаноидные оксилипины участвуют в
защитных реакциях на «прессинг» животных, насекомых, патогенов
и стресс. Фитопростаны аналогичны эйкозаноидам – производным
арахидоновой кислоты у млекопитающих.
Цель настоящей работы – исследование биохимических
процессов
комплементарного
взаимодействия
оксилипинов
льняного масла с мембранами растительных клеток.
Семена льна (Linum usitatissimum L.), сорта «Легур»
подсушивали при 60оС в течение 12 часов, охладили до 40С и
измельчили в мельнице «Пируэт». Экстракцию липидов проводили
при охлаждении с 5-кратным объемом гексана в атмосфере аргона.
Гексановый экстракт сушили Na2SO4, фильтровали и на роторном
вакуумном испарителе отгоняли растворитель (выход масла 38%).
Агрегатное состояние суммарных липидов – жидкость, цвет –
светло-желтый, запах отсутствует. Льняное масло при температуре
40С хорошо растворяется в гексане и хлороформе, а в этаноле –
слабо; в воде в присутствии детергентов образует эмульсию.
В
ИК–спектре
суммарных
масел
(получены
на
спектрофотометре “UR-20” в тонком слое) четко выявляются
полосы поглощения карбонильных групп (С=О) в области 1744 см1
, характеризующие сложноэфирную связь. Интервал валентных
колебаний двойных связей находится в районе 1656 и 1688 см -1 .
ЯМР 1Н – спектроскопия (записаны на спектрофотометре “Bruker
AM-300”) подтверждает, что основу гексанового экстракта
143
липидной фракции льна составляют мультикомпонентные сложные
эфиры (триацилглицеролы) глицерина и линоленовой кислоты.
Выделенные триацилглицериновые липиды испытали на
биологическую активность на картофеле (сорт «Луговской»).
Липидным биопрепаратом в разведении 10-7 моль/л обрабатывали
вегетирующие растения картофеля в фазе бутонизации. Результаты
полевых опытов в условиях Предуралья показали, что оксилипины
уменьшают патогенность фитофторы на растениях картофеля и
дают прибавку урожая клубней на 17%.
Ключевой частью взаимоотношений фитопатогена с
растительной клеткой на супрамолекулярном уровне является
«запуск»
биосинтеза
элиситоров
–
фитопростаноидных
оксилипинов: интермедиатов линоленовой кислоты. Инновации в
биоорганической химии
требуют исследования
механизмов
взаимодействия оксигенированных липидов с рецепторами
биомембран. С точки зрения фрактальной концепции при рецепции
элиситоров в наноструктуре мембран формируются «рафты» –
цитоструктуры молекул фосфолипидов диаметром ≈ 50–150 нм со
временем существования не более 1 минуты. Рафты обеспечивают
селективность
транспортных
функций
и
межклеточную
транслокацию молекул комплементарных оксилипинов.
Центральной молекулой индукции, направленной на
активацию защитных механизмов при стрессе, является жасмоновая
кислота. На внутриклеточном уровне широкий спектр действия
оклилипиновых элиситоров может быть объяснен тем, что
молекулы фитопростаноидов оказывают влияние не только на
процессы экспрессии генов защиты; но и функционирование генов,
осуществляющих контроль за факторами дифференцировки, роста,
фитогормонального метаболизма ферментов (протеинкиназ и др.).
144
ÑÎ Î Í
ëè í î ëåí î âàÿ êè ñëî òà
Î
2
Ë èï î ãåí àçà
ÑÎ Î Í
12-î êñî ôè òî äè åí î âàÿ êè ñëî òà
Î
ÑÎ Î Í
Î
æàñì î í î âàÿ êè ñëî òà
Таким образом, оксилипины льна вызывают изменения
метаболических процессов растений не только на уровне клеток, но
также
и
целостного
морфогенеза.
Фитопростаноидные
стимуляторы индуцируют устойчивость растительного организма к
абиотическим (недостаток влаги, высокие и низкие температуры) и
биотическим (вредители, патогены) стрессам; поэтому в результате
обработки
оксилипиновым
биопрепаратом
повышается
урожайность картофеля.
145
УДК 663.534
А.Р. Фатхуллин, Ф.А. Прищепов
ПОЛУЧЕНИЕ БИОЭТАНОЛА ПУТЕМ СБРАЖИВАНИЯ
ЛАКТОЗЫ БАКТЕРИЯМИ РОДА PAENIBACILLUS
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Дисахарид лактоза – основной компонент молочной
сыворотки, отхода молочной промышленности. Молочная
сыворотка содержит 4-5 % лактозы [1]. В литературе описаны о
сбраживании дрожжами молочной сыворотки с 10% лактозы в
этанол, с выходом 4-50 [2].
Целью данной работы являлось изучение возможности
сбраживания лактозы в этанол бактериями рода Paenibacillus а
также исследование процесса образования продуктов брожения
данными бактериями.
Известно, что бактерии рода Paenibacillus способны
сбраживать глюкозу, ксилозу и другие гексозы и пентозы в этанол,
ацетон, 1,2-пропандиол и другие вещества [3].
В работе были применены бактерии, выделенные из почв
парков г. Уфы. Скрининг почвенных бактерий рода Paenibacillus
проводили на питательной среде следующего состава (г/л): пептон –
5, дрожжевой экстракт – 3, хлорид натрия – 5, β-циклодекстрин – 5,
бромкрезоловый пурпурный – 0,008, вода водопроводная – 1л.
Образцы культур, в которых было обнаружено брожении,
высевали на чашки Петри с агаризованной средой на 1% глюкозе
методом. Инкубировали в термостате при температуре 37 0С в
течение трёх суток. Затем выделяли чистые культуры путём
пересева отдельных колоний в пробирки со скошенным агаром.
В результате было выделено 5 штаммов почвенных бактерий,
способных к сбраживанию лактозы под номерами А23, А24, А26,
А27 и А32. Поскольку отобранные культуры являлись
146
спорообразующими, а также способными сбраживать βциклодекстрин, можно заключить, что они относятся к роду
Paenibacillus. Подтверждением принадлежности выделенных
культур к данному роду является булавовидная форма их спор.
Сбраживание проводили в среде 1% лактозой и добавлением
1% СаСО3. Образовавшиеся в процессе брожения органические
соединения определяли методом газожидкостной хроматографии на
хроматографе ЛХМ-8МД с пламенно-ионизационным детектором.
Концентрацию компонентов вычисляли методом «внутреннего
стандарта» с использованием в качестве метки диэтиловый эфир.
Результаты продуктов брожения представлены в таблице 1.
Таблица 1. Образование этанола при сбраживании лактозы в
присутствии в среде 1% мела бактериями рода Paenibacillus, г/л.
Штаммы
P. sp. А23
P. sp. А24
P. sp. А26
P. sp. А27
P. sp. А32
Этанол, г/л
Суточная
Недельная
культура
культура
0,40
5,90
0,28
2,30
0,13
1,68
1,76
7,60
1,24
6,80
Выход этанола
от теоретически
возможного, %
84,0
32,0
21,0
95,0
85,0
Из таблицы видно, что при культивировании штамма
Paenibacillus. sp. А27 в течении 7 суток была достигнута
концентрация этанола 7,6 г/л, что соответствует 95%-ному выходу
от теоретически возможного.
В результате проведенной работы можно сделать следующие
выводы:
1. В результате скрининга было выделено пять штаммов почвенных
бактерий рода Paenibacillus А23, А24, А26, А27 и А32, активно
сбраживают лактозу. Продуктами брожения являлись ацетон и
этанол.
147
2. В процессе брожения лактозы в присутствии в среде мела при
культивировании штамма Paenibacillus. sp. А27 в течении 7 суток
была достигнута концентрация этанола 7,6 г/л, что соответствует
95%-ному выходу от теоретически возможного.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
[1] Храмцов А.Г. Молочная сыворотка,- М.: Агропромиздат, 1990.
[2] Голубев В.И., Голубев Н.В. Отбор и характеристика дрожжей,
активно сьраживающих лактозу // Прикладная биохимия и
микробиология, 2004, т. 40, № 3, с. 332-336.
[3] Fred, E. B., Peterson, W. H., and Anderson, J. A. The fermentation of
arabinose and xilose by certain aerobic bacteria, University of
Wisconsin, Madison, 1922.
УДК 579.66:579.22
В.В. Фёдорова, А.Ф. Аскин, Н.И. Петухова
ПОИСК ПРОДУЦЕНТОВ БИОСУРФАКТАНТОВ СО
СМАЧИВАЮЩЕЙ АКТИВНОСТЬЮ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г.Уфа
Многие микроорганизмы могут продуцировать вещества,
проявляющие поверхностно- активные свойсва (биосурфактанты),
которые могут найти широкое применение в нефтяной,
нефтехимической, машиностроительной,
и других отраслях
промышленности [1].
Среди
биосурфактантов
особый интерес
вызывают
низкомолекулярные соединения гликолипидной и липопептидной
природы, которые наряду с поверхностно – активными свойства
зачастую проявляют биологическую активность и могут быть
использованы в медицине. [2]. В частности известно, что
манозилэритритоловые липиды и сераветин W1, проявляющие
смачивающую активность, обладают противораковым действием.
148
Полагают, что биосурфактанты позволяют микроорганизмам
адаптироваться к росту на нерастворимых в воде субстрата,
облегчая их транспорт в клетку или способствуя адгезии клеток на
их поверхности.
Вероятно, поэтому многие продуценты
биосурфактантов были вфыделены из мест обитания, в которых они
долгое время находились в контакте с гидрофобными субстратами.
Вместе с тем известно, что многие микроорганизмы могут активно
синтезировать биосурфактанты на гидрофильных субстратах [3].
Так сераветин W1 более активно синтезируется на жидких средах
не с гидрофобными, а с гидрофильными субстратами.
Использование агаризованных сред также стимулирует образование
этого смачивающего агента, участвующего в скользящем движении
клеток по поверхности плотных сред [4]
В настоящей работе с целью поиска продуцентов
низкомолекулярных биосурфактантов, в том числе потенциальных
противораковых соединений, были изучены смачивающие свойства
40 бактериальных культур. Выделенных из образцов почвы и
сточных вод, загрязнённых нефтью и нефтепродуктами.
Для исследования способности исследуемых культур
синтезировать смачивающие агенты были получены препараты
суспензий клеток. Выращенной на агаризованной среде с
гидрофильным субстратом (глицерином), и культуральных
жидкостей микроорганизмов, полученных на жидкой среде с
гидрофобным источником углерода (нефтью).
Было обнаружено, что капли препаратов большинства
исследованных культур (около 75 % на агаризованной среде с
глицерином и около 65% на жидкой среде с нефтью). Нанесённые
на гидрофобную поверхность полистирола, характеризуются
величинами контактного угла более низким, чем вода. Это
позволяет предполагать, что соединения со смачивающей
способностью играют важную роль в жизнедеятельности
микроорганизмов, обитающих в почве и сточных водах,
загрязнённых нефтью и нефтепродуктами.
Среди образцов с более низким значением контактного
углаособое внимание заслуживают препараты культур, для которых
149
этот параметр менее 30 градусов, что соответствует значению
контактного угла для препарата нефтеокисляющих бактерий,
активно продуцирующих серраветин.W1 в процессе роста на среде
с глицерином [5].
Наиболее высокую смачивающую способность проявили
препараты культур НС –Е32, Ф93, Н-42, Н-1318,, выращенных на
среде с глицерином, и препараты культурБН-10, Н-22, Н14, НКДТ,
БН-2. БН-6, Н-51, полученные на среде с нефтью. Найденные
микроорганизмы могут представлять интерес как потенциальные
продуценты смачивающих агентов, в том числе с цитотоксической
активностью.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Biosurfactants./Soberon-Chaves G. (ed)//Microbiology Monographs
20:Springer-Verlag: Heidelberg.-2011.-216p. V11
2. Biosurfactants/Ramkrishna Sen (ed) //Advances in Experimental
Medicine and Biology .-New York:/Springer Scince+BusinessMedia,
LLC Landes Bioscience.-2010.-331p
3. Gharaei- Fathabad E/ // Am. J.Drug Diskov. Dev.-2010.-P.1
4. Van Bogaet I.N.A., Saerens K.,De Muynck C.,Develter D.Soetraet
W.//J.Appl. Microbiol Botechnol.-2007.-V.76.-P.23
5. Комлева Е.В., Петухова Н.И. Зорин В.В. Фёдорова в.В. .//
Баш.хим.ж..-2010.-Т.17,№5.-С.68
УДК 579.66:547.94
А. Ф. Фазлыева, Л. М. Султанова, Н.И. Петухова, В.В. Зорин
ИССЛЕДОВАНИЕ БИОКОНВЕРСИИ ДРЕВЕСНЫХ
ОТХОДОВ И ЛУГОВЫХ ТРАВ В БИОТОПЛИВО
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Известны различные технологические схемы получения
биобутанола. Двухстадийные процессы, основанные на химическом
150
гидролизе растительных полимеров и последующей ферментации
продуктов гидролиза, оказались экономически не выгодными.
Вместе с тем известно, что некоторые штаммы клостридий,
осуществляющих
ацетоно-бутиловое
брожение,
могут
продуцировать ферменты, расщепляющие полимерные компоненты
растительной биомассы. Это позволяет проводить стадию
гидролиза и ферментацию в одном реакторе. Такой подход
значительно сокращает затраты на производство биобутанола.
Ранее нами было показано, что бактерии Сlostridium sp. C-1
осуществляют биоконверсию соломы, стеблей подсолнуха и
древесных опилок, состоящих главным образом из целлюлозы,
гемицеллюлозы и лигнина. Деградация подобных растительных
субстратов у клостридий происходит с участием ксиланазы, и
целлюлолитического ферментативного комплекса (целлюлосомы).
Это позволяет предполагать наличие у исследуемого штамма
аналогичных
ферментов,
гидролизующих
целлюлозу
и
расщепляющих ксилан - главный компонент гемицеллюлозы.
Однако, при использовании этих гидролизатов в процессе
сбраживания, выход целевого продукта не превышал 1 – 1.5 г/л.
В связи с этим нами продолжен поиск условий и сырьевых
источников, перспективных для биоконверсии в биобутанол.
Объектом исследования являлись бактерии Сlostridium sp. С2 из
коллекции культур микроорганизмов кафедры биохимии и
технологии микробиологических производств УГНТУ, и
Сlostridium acetobutilicum СК425 из Всероссийской коллекции
промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИГенетика. В
качестве растительных субстратов использовали луговые травы,
опилки, а также полусгнивший валежник.
При исследовании продуктов анаэробной ферментации
исследуемого растительного сырья в течение 4 суток с помощью
исследуемых микроорганизмов было обнаружено, что бактерии
Сlostridium
acetobutilicum
СК425
наиболее
эффективно
конвертируют луговые травы
в ацетон, бутанол и этанол,
накапливая в среде около 3.5 г/л бутанола. Древесные отходы
151
(валежник и опилки) являются менее подходящим субстратом для
получения бутанола данными микроорганизмами.
Культура Сlostridium sp. С2 также оказалась способной
конвертировать луговые травы. Причем выход бутанола в этом
случае был в 1.5 раза выше, чем в анаэробной ферментации с
участием Сlostridium acetobutilicum СК425. Кроме того, бактерии
Сlostridium sp. С2 эффективно сбраживают валежник, накапливая в
среде более 8 г/л бутанола. Это свидетельствует о перспективности
использования данной культуры для получения биобутанола из
растительных отходов.
Вместе с тем, было установлено, что данные бактерии
практически не сбраживают опилки.
Одной из причин того, что разные виды древесных
отходов(валежник и опилки) различно сбраживаются одним и тем
же микроорганизмом, является различная степень деструкции
полусгнившего валежника и опилок нативной древесины. Исходя
из этого можно предположить, что предобработка растительного
субстрата с помощью других микроорганизмов-деструкторов будет
стимулировать его дальнейшую конверсию в бутанол
клостридиями.
УДК 579.66:579.22
В.В. Фёдорова, Н.И. Петухова
ВЛИЯНИЕ ВНЕКЛЕТОЧНЫХ ПОЛИМЕРОВ НА
ОБРАЗОВАНИЕ ЭМУЛЬСИИ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Успехи
микробиологической
промышленности
способствовали созданию нового направления в биотехнологии –
промышленного синтеза микробных экзо полисахаридов.
152
Микробные экзо полисахариды (ЭПС) находят всё большее
применение в различных промышленных отраслях: нефтяной,
нефтехимической, химической, пищевой, медицинской и других.
Резко меняя реологические свойства водных систем в
концентрациях от десятых до сотых долей % , полисахариды могут
использоваться в качестве загустителей, геле образователей,
эмульгаторов, стабилизаторов суспензий, поверхностно- активных
веществ, структурирующих и плёнкообразующих агентов,
материалов для понижения трения.
Микробные ЭПС используются в качестве новых
биоматериалов в широком спектре промышленных отраслей, в
текстильной промышленности, пивоварении, в качестве моющих
средств, клеев, для микробного повышения нефтеотдачи пластов,
очистки сточных вод, дноуглубительных работ, в косметологии и
фармакологии, а также в качестве пищевых добавок. Кроме того,
полисахариды – природные полимеры из возобновляемых
источников, поэтому такие их особенности, как биосовместимость,
биодеградабельность, биоадгезия и нетоксичность, в сочетании с
широкой доступностью и обычно низкими затратами, приводят к
всё большему использованию их в разработках продуктовдля
пищевой, медико-биологической и косметической отраслей.[1]
В результате исследования способности исследуемых культур
синтезировать внеклеточные полимеры было обнаружено, что
большинство микроорганизмов (22 штамма из 36) продуцировали
полимеры внеклеточно.
Среди исследуемых микроорганизмов имелся штамм Н32Sотнесённый к роду Rhodococus. С целью исследования роли его
полимера в процессе формирования нефтяных эмульсий и агрегатов
был получен препарат этого соединения.
В процессе пассирования штамма Н-32S на рыбном агаре
была выявлена гетерогенность образования колоний: наряду с
типичными гладкими колониями вырастали морщинистые.
При культивировании штамма Н-32S, образующего гладкие
колонии, эмульсии образовывались. В то же время морщинистый
штамм бактерии Н-32R не образовывал эмульсии.
153
Однако внесение полученного препарата в среду с
морщинистым вариантом восстанавливало его способность
образовывать биоплёнки.
Было обнаружено также, что полимер, синтезируемый
культурой Н-32S, может стимулировать процесс эмульгирования
нефти другими микроорганизмами.
Полученные результаты позволяют предполагать, что
препарат полимера может быть полезен для стимулирования
процессов деструкции нефти с помощью аборигенной или
интрадуцированной микрофлоры.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1.
Lim,
Dong-Jung.
Physicochemical
properties
of
the
exopolysaccahariedsproduced by marine bacterium Zoogloea sp.
KCCM10036
//
Dong-Jung
Kim
.
MimYong
Kim
//MicrobiolBiotechnol.-2010.- #17.-P. 979-984
УДК 504.062.2
Д.В. Черкасова, М.Д. Бакаева, С.П. Четвериков
БИОЛОГИЧЕСКАЯ И ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКАЯ
ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ ОТХОДОВ
ФЛОТАЦИИ УЧАЛИНСКОГО ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО
КОМБИНАТА
Институт биологии Уфимского научного центра РАН, г.Уфа
Отходы
горно-обогатительных
предприятий
являются
источником масштабного загрязнения тяжелыми металлами
территорий, прилегающих к ним, поэтому их вторичная переработка
важна не только с экономической, но и с экологической точки зрения.
Целью работы было сравнение результатов биологического и
кислотного выщелачивания меди и цинка из отходов флотационного
154
обогащения сульфидных руд Учалинского горно-обогатительного
комбината.
Исходное содержание цинка в отходе 2,53г/кг и 2,07 г/кг меди.
В качестве агента биологического выщелачивания были выбраны два
штамма бактерий вида Acidithiobacillus ferrooxidans, которые
культивировали в солевой основе среды 9К с отработанными рудами.
Содержание серной кислоты в среде 0,03% (pH 1,8).
При сопоставлении результатов воздействия серной кислоты с
0,03% до 3% незначительно усиливало эффект выщелачивания цинка
и меди. При 0,03% содержании серной кислоты было извлечено 11,5%
цинка и 3,6% меди от содержащегося в руде, при 0,3%-12,2% цинка и
9,6% меди, при 1% и 3% серной кислоты было извлечено около 13% и
15% цинка и меди соответственно. В то же время, количество меди и
цинка, извлеченного из отходов обогащения Учалинского горнообогатительного комбината с помощью бактерий, было гораздо выше
и составило первым и вторым штаммами было извлечено 86,6% и 83%
цинка, 89% и 88% меди соответственно.
Таким образом, использование технологии биологического
выщелачивания позволяет осуществлять более глубокую вторичную
переработку отходов флотационного обогащения Учалинского горнообогатительного комбината по сравнению с их кислотным
выщелачиванием при нормальном давлении и температуре 30 ºС.
УДК 544.473:577.15
А.Н. Шакиров, В. В. Зорин, Н. И. Петухова, С.С. Вершинин,
А. М. Гильванова
ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАКТОНАЗНОЙ АКТИВНОСТИ
МИКРООРГАНИЗМОВ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Хиральные бутиролактоны, также как и их производные
(соответствующие оксикислоты) входят в состав разнообразных
155
природных
соединений
и
используются
в
качестве
предшественников
синтезе
различных
фармацевтических
препаратов,
в
частности
ингибитора
протеазы
вируса
иммунодефицита человека [1,2].
С целью поиска высокоактивного продуцента лактоназы нами
была исследована способность 63 изолятов почвенных грибов
гидролизовать D-пантолактон низкой оптической чистоты (82% ее)
в присутствии кислотно-основного индикатора. В результате
тестирования
микроорганизмов
была
выявлена
культура
почвенного гриба АС-1, в присутствии которого наиболее быстро
повышалась кислотность среды в результате образования пантоевой
кислоты. При этом скорость реакции резко снижалась после 2 ч
реакции, что, вероятно, связано со снижением рН реакционной
смеси ниже допустимого уровня. Наиболее активно протекает
ферментативный гидролиз пантолактона в нейтральных и
слабощелочных условиях[3,4], однако при рН свыше 7.0 начинает
усиливаться процесс щелочного гидролиза субстрата [5].
Использование для трансформации пантолактона фосфатного
буфера большей емкости и щелочности (0.4М, рН 7.4) в
присутствии мицелия гриба АС-1 привело к увеличению конверсии
субстрата до 75%.
B процессе трансформации величина удельного вращения
плоскополяризованного света остаточного лактона снизилась, что
соответствует уменьшению оптической чистоты субстрата с 82 до 7
%ее. В случае нестереоселективного щелочного гидролиза
остаточный лактон должен сохранить свою оптическую чистоту.
Это свидетельствут об энантиоселективных свойствах лактоназы
гриба АС-1, осуществляющей преимущественно гидролиз Dэнантиомера пантолактона.
HO
HO
H
H
O
O
OH
O
OH
D-пантоевая кислота
D-пантолактон
156
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Chen B., Fan L.-Q., Xu J.-H., Zhao J., Zhang X., Ouyang L.-M. //
Appl. Biochem. Biotechnol.- 2010.- V. 162.- C. 744
2. Zhang X., Xu J.-H., Liu D.-H., Pan J., Chen B. // Biochemical.
Engineering J.- 2010.- V. 50.- P. 47
3. Yu M.-R., Tan T.-W. // Process Biochemistry.- 2005.- V. 40.- P. 2609
4. Zhang X., Xu J.-H., Xu Y., Pan J. // Appl. Microbiol. Biotechnol.2007.- V. 75.- P. 1087
5. Kataoka M., Shimizu K., Sakamoto K., Yamada H., Shimizu S. //
Appl. Microbiol. Biotechnol.- 1995.- V 43.- P. 974
УДК 663.18:665.3
А.А.Шараева, Н. И. Петухова, Л. И. Ниятшина, В. В. Зорин
ПОИСК ПРОДУЦЕНТОВ ЛИПИДОВ ИЗ ГЛИЦЕРИНА
СРЕДИ ДРОЖЖЕЙ, ВЫДЕЛЕННЫХ ИЗ ПОЧВ И
РАСТИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г.Уфа
Одним из наиболее перспективных альтернативных
источников энергии, привлекающим все большее внимание
исследователей за последние годы, является так называемый
биодизель. Биодизельное топливо (биодизель) представляет собой
смесь моноалкиловых (чаще всего метиловых или этиловых)
эфиров жирных кислот, получаемые
трансэтерификацией
возобновляемых биологических ресурсов, таких, как растительные
масла или животные жиры [1]. С возрастанием производства
биодизеля возрастает и количество побочного продукта глицерина, который является достаточно дешёвым, но пользуется
большим спросом. В связи с этим возникают проблемы утилизации
технического глицерина [2]. В этой области проводятся обширные
исследования. Использование глицерина в качестве источника
углерода при культивировании микроорганизмов позволяет не
157
только разрешить эту задачу, но и получать ценные продукты,
например липиды [3].
В качестве продуцентов липидов наибольшее внимание
заслуживают грибы и дрожжи, способные накапливать
триацилглицериды близкие по составу к растительным маслам [4].
Однако следует отметить, что одной из главных проблем
биодизельного топлива, получаемого из растительных масел,
является его низкая устойчивость к окислению в связи с высоким
содержанием в нем ненасыщенных жирных кислот по сравнению с
содержанием ненасыщенных соединений в углеводородном
дизельным топливе, что
делает целесообразным поиск
микроорганизмов - продуцентов липидов с более низким
содержанием ненасыщенных жирных кислот [5].
В настоящей работе осуществлен поиск продуцентов липидов
из глицерина среди дрожжей, выделенных из почв и растительных
материалов.
В результате исследования жирнокислотного состава липидов
29 дрожжевых культур было обнаружено, что содержание в них
С14-С18 насыщенных жирных кислот достигает более 50 %. При
этом у большинства микроорганизмов степень ненасыщенности
жирных кислот (СН) в липидах, характеризуется более низкой
величиной, чем СН жирных кислот растительных масел, (сои-1,54,
рапса II типа – 1,34, ятрофы – 1,05), использующихся для
производства биодизеля [5].
Были обнаружены две перспективные олеогенные культуры
(Диз V-43 и Диз V-62), содержание липидов в которых достигает
53-55% При этом следует отметить, что в составе липидов дрожжей
Диз V-43 и Диз V-62 в значительных количествах содержатся
стеариновая и пальмитиновая кислоты, на долю которых
приходится до 68-93% от суммы жирных кислот.
Кроме того, были выявлены штаммы (Гра-2, Кап, Гб-1),
которые активно утилизируют глицерин, что вызывает к ним
практический интерес. Следует отметить, что одна из культур - Гра
-2
синтезирует
внеклеточные
эмульгирующие
вещества
высокомолекулярной структуры.
158
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Сергеева, Я. Э. Липиды мицелиальных грибов как основа для
получения биодизельного топлива / Я. Э. Сергеева, Л. А. Галанина,
Д. А. Андрианова, Е. П. Феофилова // Прикладная биохимия и
микробиология.-2008.-Т.44.-№5.-С.576-581.
2. Morita, T. Microbial conversion of glycerol into glycolipid
biosurfactants, mannosylerythritol lipids, by a basidiomycete yeast,
Pseudozyma Antarctica JCM 10317 / T. Morita, M. Konishi, T.
Fukuoka, T. Imura, D. Kitamoto // Journal of Bioscience and
bioengineering.-2007.-№1.-Р.78-81.
3. Плетнёв, М. Ю. Отход производства биодизеля как источник
продуктов с высокой добавленной стоимостью / М. Ю. Плетнёв //
Биотехнология.-2009.-№1.-С.3-10.
4. Subramaniam R., Dufreche S., Zappi M., Bajpai R. // J. Ind.
Microbiol. Biotechnol.- 2010.- V. 37.- P. 1271
5. Феофилова Е.П., Сергеева Я.Э., Ивашечкин А.А. // Прикл.
биохим. микробиол.- 2010.- Т. 46, № 4.- С. 405
УДК 544.473:577.15
А. Н. Шакиров, В. В. Зорин, Н. И. Петухова, Вершинин С.С.,
А. А. Шараева, Р. Р. Дельмухаметов
ПОИСК БИОКАТАЛИЗАТОРОВ ДЛЯ КИНЕТИЧЕСКОГО
РАЗДЕЛЕНИЯ РАЦЕМИЧЕСКОГО
2-БРОМ-1-(4-НИТРОФЕНИЛ)ЭТАНОЛА
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
Важнейшими β-адренергическими блокаторами являются
нифеналол и соталол, в структуру которых входит 2-амино-1арилэтанол. При этом только (R)-(-)-нифеналол[1] и (S)-(+)159
соталол[2], обладают способностью блокировать β-адренергические
рецепторы и могут использоваться для лечения сердечнососудистых заболеваний.
Перспективным подходом к получению R-нифеналола и
S-соталола является синтез на основе оптически чистых
энантиомеров 2-бром-1-(4-нитрофенил)этанола, которые могут
быть получены кинетическим разделением рацемического
спирта[1]
с
использованием
биокатализаторов[3,4]
и
конвертированы в целевые аминоспирты[1].
OH
OH
Br
Br
NO2
NO2
(R)-2-бром-1-(4-нитрофенил)этанол
(S)-2-бром-1-(4-нитрофенил)этанол
OH
OH
NH
NO 2
(R)-нифеналол
NH
NHSO2 CH 3
(S)-соталол
В работе в качестве биокатализаторов были использованы 9
бактериальных культур, способных осуществлять гидролиз
винилацетата, а также коммерческий ферментный препарат
Novozymе 435. Исследовано влияние типа растворителя среды и
температуры трансформации на скорость ацетилирования 2-бром-1(4-нитрофенил)этанола с помощью винилацетата.
В результате работы показана высокая энантиоселективность
биокатализатора
Novozyme
435
в
процессе
получения
предшественников R-нифеналола и S-соталола из рацемического 2бром-1-(4-нитрофенил)этанола, а также найден перспективный
штамм,
способный
селективно ацилировать
2-бром-1-(4нитрофенил)этанол винилацетатом.
160
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Murmann W., Rumor G., Gamba A. // Bull. Chim. Farm.- 1967.- V.
106.- P. 609
2. Baskin E., Serik C., Wallace A., Jurkiewicz N., Winquist R., Lynch J.,
Jr. // Drug Dev. Res.- 1992.- V. 26.- P. 481
3. Зорин В.В., Петухова Н.И., Шахмаев Р.Н. // Российский хим.
журнал. ЖВХО им. Д.И. Менделеева, 2011.- V. 55, № 1.- С. 77
4. Зорин В.В., Петухова Н.И. // Панорама современной химии.
Успехи органического катализа и химии гетероциклов. М.: Химия,
2006 г. C. 280
161
СЕКЦИЯ 3
«МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРЕПОДАВАНИЯ БИО- И
ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ И БИОТЕХНОЛОГИИ»
УДК 546+ 000.4
Н.А.Аминева, М.К.Боева, Г.Г.Аминева
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ
ДЕМОНСТРАЦИЙ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ХИМИИ ВОДОРОДА,
КИСЛОРОДА И ГАЛОГЕНОВ
Башкирсий государственный университет, г.Уфа
Современное преподавание неорганической химии в вузе
тесно связано с использованием компьютерных технологий. При
изучении взрывчатых и ядовитых веществ лектор не может
осуществлять многие опыты в связи с их опасностью, отсутствием
необходимого оборудования и реактивов, затратой значительного
лекционного времени. В этих случаях на помощь приходят
мультимедийные презентации.
Так при изучении темы «Водород, кислород и их
соединения», на наш взгляд, рационально использовать яркие
слайды с их физическими свойствами. Химические свойства
кислорода студенты видят из видеофрагмента по свойствам
кислорода, где в токе кислорода, полученного из газометра,
сжигаются сера, фосфор и железо. Свойства «гремучей смеси»
наблюдают на примере видеофрагмента опыта с «летающей
банкой». Эти опыты вызывают бурную реакцию у студенческой
аудитории и повышают интерес к изучаемому предмету.
С помощью мультимедийной демонстрации легко можно
ознакомить слушателей с методикой получения водорода и
кислорода электролизом воды. Запоминающее ярко выглядит на
слайде сетчатая структура льда и жидкий кислород. При изучении
свойств пероксида водорода демонстрируется видеофрагмент
162
разложения перекиси водорода в смеси с жидким мылом под
действием различных катализаторов - «куча пены». Эффектность
этого опыта столь сильна, что вызывает восторг студентов. Каждый
видеофрагмент сопровождается написанием соответствующих
уравнений реакций и предварительным комментарием лектора.
Велико значение используемых в лекции видеофрагментов и
для обучения студентов первого курса правильным приемам работы
с химической посудой и простейшими приборами для получения
веществ и изучения из свойств. Последние годы число учебных
часов на изучение химии в школе значительно снизилось.
Большинство студентов первого курса не умеет обращаться с
химическими веществами и посудой. Поэтому
комментарий
лектора направляет внимание студента на методику выполнения
опыта, обращения с приборами и посудой в демонстрируемом
видеофрагменте. Студент учится не бояться проведения опытов в
лаборатории и стремиться к достижению поставленной цели.
Изучение свойств галогенов и их соединений всегда
сопряжено с получением ядовитых веществ, которые даже в малых
количествах вызывают неприятный запах. Увидеть же своими
глазами самый активный элемент - фтор и его химические свойства
возможно только при использовании видеофрагментов. Студенты
наблюдают как во фторе горят сера, фосфор, иод, органические
вещества, знакомятся с технологией работы с агрессивными
веществами, средствами защиты от их опасного воздействия.
При демонстрации получения хлора в лаборатории внимание
студентов обращается и на правильную сборку установки для
получения хлора, и на приемы защиты работающих от воздействия
ядовитых газов. Студентов просят запомнить эти приемы,
поскольку в лаборатории им придется самим получать хлор,
хлорную воду и изучать их свойства. Мультимедийные презентации
позволяют безопасно для здоровья слушателей
изучить
окислительные свойства кислородных соединений галогенов.
Видеофрагмент взаимодействия бертолетовой соли с сахарозой
подтверждает эти свойства.
163
Наш опыт использования мультимедийных демонстраций при
чтении курса лекций по «Неорганической химии» показал, что
несмотря на большую трудоемкость их подготовки эффект
применения положителен. Во-первых, увеличивается емкость и
эстетичность подачи читаемого материала, во-вторых, достигается
качественно более высокий уровень наглядности предлагаемого
материала. В-третьих, оживляется учебный процесс и растет
положительное отношение студентов к изучаемому материалу.
Чтение лекций с хорошо продуманными и грамотно оформленными
слайдами и видеофрагментами повышает рейтинг лектора у
студентов. Наконец, в начале каждой лекции демонстрации
позволяют кратко вспомнить материал предыдущего занятия, что
способствует более глубокому запоминанию читаемого курса и
способствует его целостному восприятию.
УДК 541.69:54
Р.З. Биглова, Г.Р. Талипова
ПРЕПОДАВАНИЕ ПРЕДМЕТА «МЕДИЦИНСКАЯ ХИМИЯ» В
БАШКИРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ УНИВЕРСИТЕТЕ
Башкирский государственный университет, г.Уфа
Курс «Медицинская химия» (Medicinal chemistry) введен на
химическом факультете Башгосуниверситета в 2004 году;
программа предусматривает 20 часов лекционного курса и 18 часов
практических занятий. Одним из основных разделов по указанной
дисциплине является «Комбинаторная химия».
Комбинаторный синтез – это одна из наиболее быстро
развивающихся в последнее время областей фармацевтической
индустрии. Он является наиболее важным инструментом для
создания новых лекарственных препаратов.
164
Изучение данного материала позволяет продемонстрировать
студентам состояние классического органического синтеза в
области получения физиологически активных соединений.
Синтетики в настоящее время стремятся к минимизации всех
операций при создании молекулярного множества веществ и
принципов их построения. Синтез для химиков перестает быть
статистическим и становится все более целенаправленным на пути
создания строго определенных молекулярных конструкций,
способных выполнять специфические действия.
Для максимального вовлечения студентов в учебный процесс
на семинарских занятиях и наиболее полного усвоения
прорабатываемого материала используется дискуссионная форма
обучения. На практических занятиях по курсу «Медицинская
химия» рассматриваются и обсуждаются конкретные публикации
последних достижений по изучаемой проблеме в научных
журналах. Такая методика преподавания раздела «Комбинаторная
химия» позволяет в доступной форме донести до студентов
понимание того, что она практически полностью ориентирована на
решение чрезвычайно важной задачи – поиск эффективных
лекарственных средств. Поиск нового соединения-лидера является
движущей силой развития комбинаторного синтеза. Если
необходимо получать большое число производных, аналогичных по
строению соединению-лидеру и (или) улучшать его активность, то
комбинаторный синтез позволяет довольно быстро создавать
аналоги, лишь слегка отличающиеся по строению с лидером.
Успех достигается применением новых технологий
органического
синтеза.
Дидактический
же
принцип
профессиональной направленности при подборе иллюстрационного
материала повышает интерес студентов к изучению обозначенной
дисциплины,
активирует
мыслительную
деятельность
и
способствует творческому усвоению всех разделов курса.
165
УДК 547.512
А.А. Богомазова, Н.Н. Михайлова, А.Н.Казакова, С.С. Злотский
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ХИМИЧЕСКОЙ
ТЕХНОЛОГИИ И НЕФТЕХИМИИ В БАЗОВЫХ КУРСАХ
ХИМИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН НЕФТЯНЫХ
УНИВЕРСИТЕТОВ
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
В учебных планах студентов нефтяных университетов
нехимических специальностей предусмотрено изучение общей и
неорганической химии и
основ химии природных горючих
ископаемых. В этой связи важным и актуальным является присутствие
в лекционном курсе разделов, связанных с экологическими аспектами
химической технологии и нефтехимии.
Опыт преподавания этих разделов на кафедре «Общая химия»
Уфимского государственного нефтяного технического университета
показал, что в первую очередь студентам важно и полезно знать об
экотоксикантах и суперэкотоксикантах. Прежде всего, здесь следует
рассмотреть влияние на окружающую среду тяжелых металлов и dэлементов в высшей степени окисления. Заслуживает подробного
рассмотрения
распространение
в
окружающей
среде
полиароматических
углеводородов
и
галогенароматических
соединений
(хлорированные
фенолы
и
бифенилы,
полихлорбензофураны и диоксаны).
В лекционных курсах раскрываются вопросы их образования и
методов определения. Самостоятельный раздел посвящается способам
нейтрализации и разложения высокотоксичных и высокоустойчивых
молекул.
Учебный
материал
иллюстрируется
конкретными
примерами и позволяет студентам нехимических специальностей
получить и усвоить основные сведения об экологических проблемах
современной химии и химической технологии.
166
УДК 001.93:37
Г.Г. Гарифуллина, Р. Н. Насретдинова
МЕТОДИКА ПОДГОТОВКИ К ТРУДНЫМ ЗАДАНИЯМ
ЕДИНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА ПО ХИМИИ
Башкирский государственный университет, г. Уфа
2011 году в Республике Башкортостан 3987 выпускников
сдали ЕГЭ по химии. Средний балл по республике составил 64.5 (в
2010 году -61.1). По республике число стобальников по химии
равно 9. Число выпускников, получивших неудовлетворительные
оценки, равно 130. Следует отметить, что работа оценивается на
неудовлетворительно, если процент выполнения менее 18, а это
составляет 12 первичных баллов из 66 возможных.
Достижением работы учителей химии и курсов по
повышению квалификации учителей химии считаем высокие
показатели выпускников по темам: "Расчетная задача по теме
"Термохимия", "Установление молекулярной формулы вещества",
"Степень окисления". Трудными для выпускников являются
следующие задания: из базового уровня - А12, А13, А29, из второй
части - В5, В6, В9, из третьей части - С2, С3, С4. Из перечисленных
заданий самый низкий процент выполнения для заданий В5 и С2.
Этот результат предсказуем: именно эти задания имеют творческий
характер, для правильного ответа на эти задания у ученика должны
быть фундаментальные знания по школьной программе и даже
больше школьной программы по химии.
Предлагаем методические рекомендации для подготовки
выпускников к заданиям В5 и С2. Во-первых, ученик должен знать
типы реакций, которые он должен писать. Не допускаются реакции
разложения, т.к. реакции должны быть написаны между
предложенными реагентами, причем не повторяя пары исходных
реагентов. Опыт показывает, что больше всего приходится писать
окислительно-восстановительные реакции, реакции ионного
167
обмена. Реакции замещения и реакции соединения встречаются
реже. Необходимо четко знать условия протекания каждого типа
реакций: для реакций ионного обмена – это образование осадка,
образование газообразного соединения, или образование молекулы
слабого электролита. Во-вторых, согласно условиям задания ученик
должен охарактеризовать заданные вещества с целью установления
возможных реакций между ними. В третьих, реакция считается
правильной и оценивается одним баллом, если написаны все
исходные и конечные вещества и расставлены стехиометрические
коэффициенты. Схема реакций не оценивается. Следует особо
отметить, что оцениваются первые четыре реакции.
В вариантах ЕГЭ по химии расчетные задачи больше всего
оформлены на алгоритм «избыток-недостаток», расчет массовой
доли растворенного вещества, на смеси веществ. Для наших
выпускников самым трудным является следующие элементы в
решениях задач: определения массы раствора, вычисление массы
растворенного вещества, выяснение реагента, который дан в
недостатке. Для исключения ошибок на стадии расчета массы
раствора полезно помнить следующие два момента. Во-первых,
химия наука экспериментальная, Согласно условиям задачи
необходимо представить химический эксперимент: что произошло
при сливании названных растворов, меняется ли фазовое состояние,
есть ли образование осадка или газообразного продукта. Если
образуется осадок или газообразный продукт, то масса раствора
после реакции уменьшается на эту величину. Во-вторых, полезно
помнить, что масса раствора всегда определяется массой только
жидкой фазы.
Следует обращать внимание школьников на степень
округления цифровых величин и на единицы измерения физикохимических параметров. Степень округления конечного ответа и
единицы измерения особенно важны для оформления ответов на
задачи первой и второй части вариантов ЕГЭ, т.к. эти ответы
проверяет компьютер.
168
УДК 37
О.Г. Горлевских, И.П. Журкина
ОРГАНИЗАЦИОННО-ДИДАКТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ
Уфимская государственная академия экономики и сервиса, г. Уфа
Среди новых педагогических технологий наиболее адекватно
соответствуют поставленным целям такие направления, как
индивидуальный и дифференцированный подход к обучению,
разноуровневое обучение, модульное обучение, метод проектов,
групповые методы обучения, эффективно реализовать возможности
этих технологий позволят новые информационные технологии, в
частности, использование в учебно-воспитательном процессе
компьютеров. Переход современного общества к информационной
эпохе своего развития выдвигает в качестве одного из основных
задач, стоящей перед системой высшего образования, задачу
формирования информационной культуры будущего специалиста.
Реализации
этой
задачи
невозможны
без
включения
информационной компоненты в систему химического образования.
При обучении химии, наиболее естественным является
использование компьютера, исходя из особенностей химии, как
науки. Целью данной работы является проведение анализа
существующих
моделей
образовательных
учреждений,
функционирующих на основе использования дистанционных
методов обучения и информационных технологий, а также
отражению возникающих проблем в этой области.
Применяемые
при
дистанционном
обучении
информационные технологии можно разделить на три группы:
технологии представления образовательной информации;
технологии передачи образовательной информации;
технологии хранения и обработки образовательной
информации.
169
В совокупности они и образуют технологии дистанционного
обучения. При этом при реализации образовательных программ
особое
значение
приобретают
технологии
передачи
образовательной информации, которые, по существу, и
обеспечивают процесс обучения и его поддержку.
В основе процесса обучения всегда лежит передача
информации от преподавателя к студенту. В этом смысле любую
технологию, применяемую в образовании, можно называть
информационной.
С
другой
стороны,
нередко
термин
"информационные технологии" применяют по отношению ко всем
технологиям, основанным на использовании компьютерной
техники и средств телекоммуникации. Во избежание неправильной
интерпретации, определим три понятия, имеющие первостепенное
значение для дистанционного образования. Это:
образовательная информация;
образовательные технологии;
информационные технологии.
Рассмотрим каждое из этих понятий. Образовательная
информация - это знания, которые необходимо передать
обучаемому для того, чтобы он мог квалифицированно выполнять
ту или иную деятельность.
В дисциплинарной модели обучения, присущей очной
системе образования, интерпретатором знаний выступает
преподаватель. При дистанционном обучении интерпретатором в
большей мере является сам студент и поэтому к качеству
образовательной информации и способам ее представления должны
предъявляться повышенные требования.
Учебные занятия, как правило, проводятся в виде лекций,
консультаций, семинаров, практических занятий, лабораторных
работ, контрольных и самостоятельных работ, коллоквиумов и т.д.
Технологии проведения учебных занятий определяются многими
факторами. С точки зрения управления образовательным
процессом, выбор технологий определяется преподавателем вуза.
Тем не менее, набор дидактических средств, выбираемых для
170
достижения образовательной цели, во многом зависит от формы
обучения.
Учебный процесс при дистанционном обучении включает в
себя все основные формы традиционной организации учебного
процесса: лекции, семинарские и практические занятия,
лабораторный практикум, систему контроля, исследовательскую и
самостоятельную работу студентов. Все эти формы организации
учебного процесса позволяют осуществить на практике гибкое
сочетание самостоятельной познавательной деятельности студентов
с различными источниками информации, оперативного и
систематического взаимодействия с ведущим преподавателем
курса.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Громов М.Е., Курдюмов Г.М., Царевитинова Т.С.
Компьютерные химические программы концепции и методика
2. Лобанов Ю.И. Программно-методические средства открытого
образования. – М., 2000г.—52с
3. Самолысов П.В., Ромащенко Т.Ю.. Нелинейные процедуры
знания – основа построения систем дистанционного обучения
//образование и общество Москве, 2001, №5
4. Селевко Г.К. Современные образовательные технологии: Учеб.
Пособие. – М.: Народное образование, 2005г. – 256с.
УДК 159.923.5 – 057.86
Е.А. Евченко
МОДЕЛЬ ЛИЧНОСТИ УЧЁНОГО-ХИМИКА
Уфимский государственный нефтяной технический университет,
г. Уфа
«Познание начинается с удивления». Так говорил Аристотель,
который жил в IV веке до н.э. А с чего начинается познание в наше
171
время? Благодаря чему молодые люди начинают познавать
окружающий нас мир или, иными словами, заниматься наукой?
Существует много мотивов. На первом месте – любопытство,
возникающее ещё в школьные годы. Это желание выяснить, почему
всё устроено именно так, а не иначе. И по мере накопления знаний
возникают более сложные вопросы, на которые хочется найти
ответы. Например, у М.В. Ломоносова любознательность
развивалась в результате общения с природой, Д.И. Менделеев и
А.П. Бородин заинтересовались естественными науками, в том
числе и химией, в процессе получения общего образования.
Ещё один мотив – желание приносить пользу. Это желание
возникает у людей, неравнодушных к чужим страданиям, которые
уже давно переросли в глобальные проблемы, такие как рак, СПИД,
голод народов Африки и др.
Следующий мотив - желание подражать своим кумирам.
Человек, находясь под впечатлением от достижений великих
ученых, может поставить для себя цель достичь таких же успехов.
Например, А.М. Бутлеров, еще, будучи воспитанником пансиона,
стал интересоваться химией, но всерьёз заняться этой наукой решил
под влиянием лекций К.К. Клауса и Н.Н. Зинина, а Н.Н. Зинин,
будучи математиком, по настоянию Н.И. Лобачевского, возглавил
кафедру химии Казанского университета и добился в химии
выдающихся успехов.
Научная деятельность является отличным полем для
самореализации человека. Благодаря честолюбивым стремлениям
учёного не только совершаются отдельные научные открытия, но и
развивается наука в целом.
Привлечение молодых кадров является важной задачей
современной науки. Молодой учёный должен обладать рядом
качеств, которые будут способствовать его успешной научной
деятельности. Часть этих качеств может быть заложена природой
(например, любознательность), другая часть формируется в
процессе воспитания личности человека и учёного. Во время учёбы
в университете, согласно Федеральному государственному
образовательному
стандарту
высшего
профессионального
172
образования третьего поколения, студент должен сформировать ряд
общекультурных и профессиональных компетенций. Среди них [1]:
1. владение большой базой теоретических знаний и
практических навыков;
2. способность к творческой работе;
3. владение культурой мышления;
4. умение сочетать сознательные (логика) и бессознательные
(интуиция) мотивы;
5. умение обобщать и анализировать информацию;
6. коммуникабельность и толерантность, необходимые для
успешного восприятия идей других учёных и успешной
работы в коллективе;
7. стремление к саморазвитию, поиску новых связей в
междисциплинарных областях;
8. критический подход к оценке результатов своей работы для
их усовершенствования.
Как отмечает Г. Селье, качествами, необходимыми учёному,
являются энтузиазм и настойчивость, оригинальность мышления,
наблюдательность, честность перед самим собой. Кроме того, он
считает, что учёный должен иметь мужество для продолжения
оригинальной научно-исследовательской работы, не получающей
ни моральной, ни материальной поддержки – следовательно, быть
преданным своей цели [2].
В свою очередь, каждая наука имеет ряд специфических
особенностей, которые накладывают отпечаток на личность
учёного. Что же отличает учёных-химиков от других учёных?
Во-первых, высокая степень ответственности за результаты
своей деятельности, ведь с помощью химии можно не только
решить ряд важных проблем, но и подвергнуть опасности
состояние окружающей среды и жизнь общества в целом.
Во-вторых, это стрессоустойчивость - при исследовании
свойств новых веществ и соединений возможны нестандартные
ситуации: взрывы, пожары, токсическое действие и т.д.
В-третьих, это умение выходить из нестандартных ситуаций.
173
В-четвёртых, это огромное терпение (некоторые химические
реакции протекают с очень малой скоростью с небольшим выходом
целевого продукта).
В-пятых, это настойчивость и упорство (иногда для
выявления закономерности необходимо поставить порядка 500
одних и тех же опытов).
Таким
образом,
перечисленные
качества
являются
неотъемлемой частью личности учёного, в частности, учёногохимика. Благодаря их наличию учёный может заниматься научной
деятельностью и добиваться выдающихся результатов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Федеральный государственный образовательный стандарт
высшего профессионального образования по направлению
подготовки 240700 «Биотехнология», утверждённый приказом
Министерства образования и науки РФ от 22.12.2009 г.
2. Г. Селье. От мечты к открытию: как стать учёным. – М.:
Прогресс, 1987. – 368 с.
УДК 577.4 : 547. 31
1
Р.М.Халиков, 2 В.А.Егоров, 1А.З.Исламгулова, 1Л.Р.Якупова
ИНТЕГРАЦИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ДИСЦИПЛИН
ПРИ АНАЛИЗЕ БИОГЕОХИМИЧЕСКОГО КРУГОВОРОТА
УГЛЕРОДА
1
Башкирский государственный педагогический университет
им.М.Акмуллы, г. Уфа;
2
Институт органической химии УНЦ РАН, г. Уфа
Требования к интеграции образования обусловлены
значительным ростом объема научной информации, возросшей
дифференциацией
естественнонаучных
дисциплин:
химии,
биологии, географии. Высшее профессиональное образование
174
должно обеспечить подготовку компетентных специалистов,
готовых самостоятельно и эффективно решать возникающие, в том
числе и экологические, проблемы.
Цель данного сообщения – анализ интегративных
взаимодействий естественнонаучных дисциплин при рассмотрении
круговорота диоксида углерода в окружающей среде.
Диоксид углерода (СО2), находящийся в атмосфере или в
растворенном состоянии в воде, служит исходным веществом для
фотосинтеза растений (фитопланктона в гидросфере) и
переработки углерода в биоорганические молекулы живых существ
(рис. 1).
Óãëåêèñëû é ãàç
ÑÎ 2 â àòì î ñô åðå
Ô Î ÒÎ ÑÈÍ ÒÅÇ
Æèâî òí û å,
ì èêðî î ðãàí èçì û
Èñêî ï àåì î å òî ï ëèâî
(ãàç, í åô òü, òî ðô ,
óãî ëü è äð.)
Äèî êñèä óãëåðî äà
â ãèäðî ñô åðå
Äû õàí èå, ðàçëî æåí èå â ï î ÷âå
Êàðáî í àòû
ëèòî ñô åðû
Рис. 1. Схема циклической трансформации углерода
в виде углекислого газа на Земле
В процессе фотосинтеза углекислый газ превращается в
глюкозу, затем трансформируется в белки, липиды и т.д. Эти
вещества продуцентов служат питанием животным, т.е. поступают
в распоряжение консументов разных уровней, а далее – редуцентов
(микроорганизмы, которые осуществляют распад биоорганических
молекул). При дыхании живых организмов диоксид углерода
частично возвращается в атмосферу.
175
Другая часть углерода накапливается в виде «мертвой
органики» и переходит в ископаемое состояние. Когда наступает
смерть, то сапрофаги и биоредуценты разлагают и минерализуют
трупы, образуя цепи питания, в конце которых углерод нередко
поступает в круговорот в форме СО2 («почвенное дыхание»).
Микроорганизмы, обитающие в почве, превращают накопившиеся в
ней биоорганические остатки в слой гумуса.
В настоящее время человек интенсивно замыкает на себя
круговорот веществ, в том числе и углерода. Так, например,
подсчитано, что суммарная биомасса всех домашних животных уже
превышает биомассу всех дикой наземной фауны. Площади
культурных растений приближаются к площади естественных
биогеоценозов, и многие культурные растения агроэкосистем по
своей продуктивности значительно превосходят природные
экосистемы.
С другой стороны, поступление диоксида углерода в
атмосферу в результате интенсивного сжигания топливных
энергоносителей ведет к глобальным нарушениям в биосфере –
нарушению теплового баланса. За последнее столетие содержание
СО2 в воздухе увеличилось на 10%, причем основной прирост
произошел в последние десятилетия. Накопление углекислого газа
в атмосфере Земли вызывает «парниковый эффект» (этому
способствует также рост концентрации метана и других газов).
Эффективные меры по охране окружающей среды
предполагает усиление естественнонаучных знаний рационального
использования природных ресурсов. Путь к обществу устойчивого
развития третьего тысячелетия «лежит» через ресурсосберегающие
технологии,
позволяющим
обеспечить
прежде
всего
энергетическую
эффективность
–
соотношение
между
затрачиваемой энергией и необходимым продуктом.
Содержательный материал по естественнонаучным дисциплинам
целесообразно давать на уровне иллюстрации применения
фундаментальных закономерностей в прикладных областях охраны
природной среды. Инновационные
технологии освоения
естественнонаучного компонента образовательных программ
176
сопряжены взаимопроникновением и взаимодополнением в рамках
решения
экологических
проблем.
Следовательно,
междисциплинарная интеграция способствует «переносу»
особенностей будущей профессиональной деятельности в
образовательный процесс.
УДК 543.253
Р.Р. Ильясова
ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В ОБРАЗОВАТЕЛЬНОМ ПРОЦЕССЕ В ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ
Башкирский государственный университет, г.Уфа
Глобализация современного общества требует изменения
методических и технологических аспектов высшего образования,
педагогических приемов и средств обучения, технологий,
основанных на развитии личности, творческих способностей,
самостоятельности, формирования у студентов умения решать
возникающие проблемы в профессиональной деятельности.
Это требует внедрения в процессы обучения новых
педагогических
технологий,
в
частности,
использования
исследовательских методов с целью формирования у студентов
способностей самостоятельно добывать научные знания, грамотно
принимать решения, планировать действия.
В связи с этим чрезвычайно актуальным становится
применение в обучении информационных и коммуникационных
технологий обучения. При обучении химии в высшей и средней
школе наиболее естественным является использование компьютера,
исходя из особенной химии как науки.
В настоящее время большое значение в химической науке
приобретает моделирование тех или иных химических или
биохимических процессов в живых организмах. Оно преследует
177
несколько целей: воспроизведение и исследование на более
простых и доступных к изучению объектах некоторых
биологических процессов (фиксация атмосферного азота с
помощью биокоординационных соединений молибдена со
сложными органическими лигандами, активирование и транспорт
молекулярного кислорода с помощью биокомплексных соединений
железа,
меди,
ванадия
с
органическими
лигандами:
аминокислотами, белками и т.д.); создание аналогов биологических
систем с перспективой использования их в технике.
Несмотря на весьма длительную эволюцию, приведшую к
созданию совершеннейших биохимических процессов, природа
была лимитирована такими параметрами, как температура,
давление, а также необходимостью до предела экономить
имеющиеся материалы.
Именно поэтому биохимические принципы, перенесенные в
другие условия, могут дать поразительные результаты (высокие
давления, широкие температурные интервалы, «дефицитные»
материалы).
Следует отметить, что моделирование сложных по строению
и составу молекул, химических явлений, процессов, необходимо,
прежде всего, для изучения явлений и экспериментов, которые
практически невозможно показать в лаборатории, но они могут
быть показаны с помощью компьютера.
Компьютерные модели бионеорганических молекул на
бумажном носителе в цветном варианте, сложные по своему
строению и составу (хлорофилл, гемоглобин, трансферрин,
ферритин, пероксидаза, миоглобин, карбоксипептидаза и др.) были
использованы автором при объяснении нового материала на
лекциях по бионеорганической химии для студентов 4 курса
химического факультета Башкирского госуниверситета.
Применение компьютерных моделей бионеорганических
молекул на указанных лекциях показало, что наглядное цветное
изображение сложных молекул в виде моделей на бумажном
носителе (даже в отсутствие компьютеров) позволяет студентам
представить не только строение молекул, но и глубже понять суть
178
процессов с участием данных веществ в биохимических реакциях,
способствует развитию у студентов умению анализировать
визуальную информацию на занятиях, представить вниманию
студентов информацию в современном оформлении.
УДК 001.92:37
Э.Р. Латыпова, В.С. Тухватшин
ПРЕПОДАВАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ОБЩАЯ ХИМИЯ» ДЛЯ
СТУДЕНТОВ СПЕЦИАЛЬНОСТИ «УПРАВЛЕНИЕ
КАЧЕСТВОМ» БАШКИРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО
УНИВЕРСИТЕТА
Башкирский государственный университет, г. Уфа
Курс общей химии читается студентам очного отделения
инженерного
факультета
Башкирского
государственного
университета, обучающихся по специальности «Управление
качеством» и учитывает то, что будущая профессиональная
деятельность инженеров будет непосредственно связана с
необходимостью владения общими проблемами теории химии и
практическими приемами.
Структура
курса
предполагает
освоение
студентами
теоретических основ общей химии (лекционный курс) и практических
приемов работы по основным разделам химии (основные законы
химии, основные классы неорганических соединений, скорость
химических реакций, химическое равновесие, гидролиз солей,
окислительно-восстановительные реакции) в лаборатории кафедры
«Биоорганической
химии»
Башкирского
государственного
университета.
Успех процесса обучения зависит от степени вовлечения в него
студентов. Поэтому особый акцент делается на проведение
семинарских занятий, где в ходе решения задач по различным
разделам химии (основные законы химии, основные классы
неорганических
соединений,
растворы,
гидролиз
солей,
179
окислительно-восстановительные реакции и др.) разбираются
наиболее проблемные моменты, возникающие у студентов при
изучении курса общей химии.
УДК 378.146
Т.Ф. Петрушина, Л.Х. Файзуллина, Ф.З. Галин
ОБ ОПЫТЕ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
«ХИМИЯ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ»
Башкирский государственный университет, г.Уфа
Химия гетероциклических соединений – наиболее обширный и
динамично развивающийся раздел органической химии ввиду
высокой и разнообразной биологической активности этих веществ.
Поэтому знание свойств гетероциклов является неотъемлемой частью
подготовки
химика-органика.
При
изучении
химии
гетероциклических
соединений
обычно
последовательно
рассматриваются строение, методы синтеза и химические свойства
различных классов гетероциклов. Такой порядок дает полную и
систематическую информацию по предмету, но требует больших
затрат времени на чтение лекционного курса. В условиях сокращения
часов аудиторных занятий целесообразно использовать иные
подходы.
Изложение материала по спецкурсу «Химия гетероциклических
соединений» для студентов 5-го курса и магистрантов на кафедре
органической химии БашГУ проводится по видам реакционной
способности этих веществ. При этом из огромного многообразия
гетероциклов для изучения в университетском курсе выбирают, в
основном, ароматические соединения. После знакомства с
классификацией, номенклатурой, строением и общими методами
синтеза рассматриваются химические реакции, протекающие по
гетероатому пиридинового и пиррольного типа, то есть превращения,
обусловленные наличием
неподеленной электронной пары у
180
гетероатома или связанного с ним протона. Такие химические
свойства характерны для пяти- и шестичленных гетероциклов с одним
или несколькими гетероатомами, а также их бензоаннелированных
производных. Следующий большой раздел программы посвящен
реакциям, протекающим преимущественно по атомам углерода –
гетероароматическому
электрофильному
и
нуклеофильному
замещению. Здесь же рассматриваются реакции рециклизации и
превращения
гетероциклических
катионов
под
действием
нуклеофильных реагентов. Далее следует изучение неароматических
свойств, а именно, донорно-акцепторных взаимодействий, реакций с
окислителями, восстановителями, карбенами и диенофилами.
Эта программа лекционного курса используется на кафедре
органической химии в течение последних пяти лет. Наш опыт
показывает, что ее применение позволяет в короткие сроки (10-12
лекций) познакомить студентов с основными закономерностями
реакционной способности гетероциклических соединений.
Работа выполнена при поддержке федеральной целевой программы
«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
(государственный контракт № 14.740.11.0367).
УДК 612.013.7 : 577.3
1
В.Г. Романко, 2Т.В. Романко
К ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БИОХИМИЧЕСКОГО И
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПОДХОДОВ В УЧЕБНОМЕТОДИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ФИЗИЧЕСКОМУ
ВОСПИТАНИЮ ЧЕЛОВЕКА
1
Башкирский институт социальных технологий, г.Уфа
2
Институт органической химии УНЦ РАН, г.Уфа
К настоящему времени известны и обоснованы постоянство
времен развертывания и полномощностной работы основных
181
механизмов энергообеспечения (ОМЭ) физической деятельности
здорового человека и соотношение этих мощностей (табл.1) [1].
Постоянство временных характеристик ОМЭ является
следствием постоянства констант скоростей конкурирующих
биохимических реакций основных топливных субстратов (АТФ,
креотинфосфата, углеводов, жиров и их основных производных:
АДФ, пировиноградной и молочной кислот, ацетил-КоА,
оксалоацетата и т.п.). Постоянство констант скоростей, в свою
очередь, определяется постоянством температуры человеческого
тела и узким интервалом границ кислотно-щелочного равновесия в
тканях, клетках и органеллах клеток.
Таблица 1
Механизм
энергообеспечения
Креатинфосфатный
Анаэробноуглеводный
Аэробно-углеводный
Аэробно-липидный
Время
развертывания
мощности
4с
Время
удержания
плато
мощности
4с
20 с
20 с
40 с
6 мин
24 мин
6 мин
24 мин
12 мин
48 мин
Время
удержания
мощности
8с
Соотношение
мощностей
100,0 %
61,8 %
38,2 %
23,6 %
Установленное ранее соотношение мощностей для физически
здорового человека связано с золотой пропорцией, которая
обеспечивает устойчивость организма как системы в ходе эволюции
[2]: соотношение максимумов мощностей ОМЭ находится в
отношении золотой пропорции.
Дальнейший анализ соотношений временных параметров
ОМЭ показал удивительную привязанность их к той же золотой
пропорции: соотношение временных характеристик соседних по
мощности механизмов определяется кубом золотой пропорции
(табл.2).
182
Таблица 2
Механизм
энергообеспечения
Аденозинтрифосфатный
Креатинфосфатный
Анаэробно-углеводный
Митохондриальный
цикл
Аэробно-углеводный
Аэробно-липидный
Принятое
время
удержания
мощности
~ 2–3 с
8с
40 с
Расчетное
время
удержания
мощности
2,2 с
9,3 с
39,5 с
~ 3 мин
2 мин 47 с
12 мин
48 мин
11 мин 49 с
50 мин 5 с
Отличие
принятого и
расчетного
времени
0,3 с / 13,5 %
1,3 с / 14,2 %
0,5 с / 1,2 %
13 с / 7,5 %
11 с / 1,5 %
125 с / 4,1 %
Так как время «быстрых» ОМЭ в литературе обычно дается с
точностью до одной секунды, а аэробно-липидного – до одной
минуты, можно считать, что закон куба золотой пропорции
описывает временные соотношения ОМЭ.
Помимо времен ОМЭ теория предсказывает время в 709
секунд (2 мин 47 с) от начала работы, которое не относится ни к
одному из ОМЭ. В этой связи можно предположить гипотезу, по
которой полученная величина связана со временем развертывания
цикла трикарбоновых кислот и особенностями его метаболизма
(периодичностью наработки оксалоацетата вне митохондрии,
который синтезируется из СО2, выделяемого в митохондриальном
цикле трикарбоновых кислот). Физически это проявляется,
например, в виде кратковременного ощущения дискомфорта
каждые ~ 3 минуты во время отработки 12-минутного теста Купера.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1.
Шакиров Д.Ф.,
Давыдович М.Г.,
Романко В.Г.
Энергообеспечение жизнедеятельности человека. – Уфа: Изд.
«Здравоохранение Башкортостана», 2004. – 96 с.
2.
Романко В.Г. Естественнонаучная и информационная природа
золотой пропорции // Актуальные проблемы методологии,
философии науки и образования /Сб.трудов Междунар.науч.
183
практ.конф. /Том.I /9–10 февраля 2007 г. – Москва-Уфа: Изд-во
АТиСО, 2007. – С.128–130.
УДК 378.146
Т. Ф. Петрушина, Л. Х. Файзуллина, Ф. З. Галин
МОДУЛЬНО-РЕЙТИНГОВАЯ СИСТЕМА В ИЗУЧЕНИИ
ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Башкирский государственный университет,
г.Уфа
Модульно-рейтинговая система обучения и оценки
успеваемости, разработанная в соответствии с Федеральным
законом «О высшем и послевузовском образовании», представляет
хорошее
средство
повышения
мотивации
студентов
к
систематической работе по изучению дисциплины в течение
семестра, активизации самостоятельной деятельности студентов
через вовлечение их в систему управления оценкой качества их
учебной работы.
По Положению о модульно-рейтинговой системе, принятом в
Башкирском
государственном
университете,
максимальное
количество баллов по всем видам контроля в семестре составляет
110; из них 40 отводится на текущий контроль, 30 – рубежный, 30 –
итоговый (экзамен).
Преподаватель имеет право поощрять
студентов за активность (участие в научных конференциях,
конкурсах, олимпиадах, активная работа на аудиторных занятиях,
работа со школьниками, публикация статей, выполнение заданий
повышенной сложности и т.д.) проставлением поощрительных
баллов в количестве, не превышающем 10 за семестр.
Модульно-рейтинговая система обучения и оценки
успеваемости представляет собой комплексную схему поэтапного
оценивания уровня
усвоения
дисциплин,
при которой
184
осуществляется
структурирование
содержания
учебной
дисциплины на модули и проводится регулярная оценка качества
работы и знаний студентов.
Текущий контроль по органической химии осуществляется на
семинарских и лабораторных занятиях. В четвертом семестре весь
объем работы разбит на три модуля, которые включают 10
семинарских занятий, за которые студент может получить 22 балла,
при этом выполнение домашнего задания и активность в аудитории
оцениваются поровну, и 6 лабораторных работ, за каждую из
которых можно получить по 3 балла. Оформление лабораторного
журнала при подготовке к работе и после ее завершения
оценивается по 0,5 балла. За допуск к работе, т.е. знание
теоретического материала и методики, а также выполнение
лабораторной работы максимальная оценка – по 1 баллу.
Рубежный контроль включает 2 контрольные работы, 3
коллоквиума и зачет, каждый этап – 5 баллов (1 балл –
удовлетворительно, 3 – хорошо, 5 – отлично). Все виды рубежного
контроля осуществляются письменно и однократно, т.е. без права
пересдачи. На экзамене отличная оценка соответствует 80 - 100,
хорошая - 60 –79, удовлетворительная – 45 – 59 баллам. Пропуск
занятий всех видов (лекции, семинары, лаб. практикум) караются
снятием некоторого количества баллов.
На каждом занятии преподаватель сообщает студенту оценку
его работы в баллах, а после проведения очередного этапа
рубежного контроля – суммарное количество заработанных баллов.
Наш опыт применения модульно-рейтинговой системы
показывает, что количественная оценка каждого маленького этапа
учебного процесса очень дисциплинирует студентов и явно
стимулирует их систематическую самостоятельную работу.
Работа выполнена при поддержке федеральной целевой программы
«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России».
Государственный контракт № 14.740.11.0367.
185
УДК 378.14:547.78
Х.Ф. Сагитдинова
ОБ ОСОБЕННОСТЯХ ПРЕПОДАВАНИЯ КУРСА
«СТЕРЕОХИМИЯ» ДЛЯ СТУДЕНТОВ ХИМИЧЕСКОГО
ФАКУЛЬТЕТА, СПЕЦИАЛИЗИРУЮЩИХСЯ
ПО КАФЕДРЕ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Башкирский государственный университет, г.Уфа
Стереохимия представляет собой одну из наиболее важных и
в то же время одну из наиболее трудных для восприятия областей
химии.
Бурное
развитие
стереохимии,
проникновение
стереохимических принципов и методов в различные области
химии характерно для второй половины ХХ века. Стереохимия важнейшее звено ,связывающее современные достижения общей
химической науки с органической, биоорганической химиями,
биохимией и молекулярной биологией. В связи с этим стереохимия
- еще недавно одна из самых отвлеченных теоретических областей
химии - приобретает междисциплинарный статус и практическое
значение.
Уже получены значительные результаты, позволяющие
понять характер и природу взаимодействий между некоторыми
физиологическими активными веществами и рецепторами, что
может послужить основой для развития направленного синтеза
препаратов, способных избавить человечество от многих тяжелых
заболеваний. В органической химии ни одну серьезную
синтетическую задачу нельзя решить без учета стереохимических
факторов. Стереохимические подходы помогают в решении
проблем теоретической органической химии. Методы изучения
оптически активных веществ, в частности поляриметрия, служат
для инструментального количественного анализа в ряде отраслей
промышленности (сахарной, парфюмерной, фармацевтической)
препаратов, способных избавить человечество от многих тяжелых
186
заболеваний. В органической химии ни одну серьезную
синтетическую задачу нельзя решить без учета стереохимических
факторов.
Поэтому введение спецкурса «Стереохимия» в учебный план
для специалистов и бакалавров в области органической химии
является необходимым, так как решение сложных задач требует
соответствующей стереохимической подготовки как для студентов
и аспирантов, так и специалистов, работающих не только в химии,
но и в биологии, биохимии, медицине, фармакологии.
Курс лекций по стереохимии составлен в соответствии с
программой по стереохимии химического факультета МГУ. Кроме
того, в обучаемый цикл включены семинарские занятия и
контрольные работы по основным разделам - это решение задач на
номенклатуре хиральных соединений, механизмы органических
реакций с участием оптически активных соединений, методы
получения и разделения стереоизомеров, применение ЯМРспектроскопии для установления конфигурации, асимметрический
синтез и т.д. Методика преподавания включает и интерактивные
методы обучения, в том числе и обсуждения в форме круглых
столов статей из иностранных журналов, связанных со
стереохимическими исследованиями. Пользуется популярностью у
студентов игровая защита курсовых и дипломных работы
студентами старших курсов, которые они выполняют в Институте
органической химии УНЦ РАН. В помощь студентам на кафедре
органической химии составлены методические указания и сборник
задач по стереохимии.
187
Авторский указатель
А
Абдракипов А.И.
Алексеева Н.С.
Аминева Г.Г.
Аминева Н. А.
Анпилогова Г.Р.
Аскин А.Ф.
Ахметшин Р.М.
Ахтамуллин А. А.
Ахмадеева Р.А.
Б
Баева Л.А.
Бадыкова Л.А.
Байгузина А.Р.
Бакаева М.Д.
Балтина Л.А.
Барахнина В.Б.
Батыркаев Р.А.
Биглова Р. З.
Бикташева Л.Ф.
Богомазова А.А.
Боева М. К.
Борисова К.О.
Борисова Н.С.
Будаев А.С..
Булатова Ю.И.
В
Валеев Ф. А.
Валиуллина 3. Р.
Вершинин С.С.
Выдрина В.А.
76
130
9,162
162
63
148
32,98
52
14,61
Валитов А.Г.
Вовденко М.К.
Г
Галиахметов Р.Н.
Галиахметова К.Р.
Галин Ф. 3.
Галкин Е.Г.
Ганиева Р.М.
Гарифуллина Г. Г.
Гатауллин Р. Р.
Герчиков А.Я.
Гильванова А.М.
Гималова Ф.А.
Гимранова Г.Г.
Голубятникова Л.Г.
Горлевских О.Г.
Гуменникова Е.Н.
Д
Дельмухаметов Р.Р.
Давыдова О.В.
Данилова О.А.
Доронина О.Ю.
Древко Я.Б.
Е
3
46
73
79,154
5,12
76
6
164
3
166
162
8
9
12
Егоров В. А.
138 Ерастов А.С.
Евченко Е.А.
6,69, 71,74 Ж
14,61
35,41,44 Журкина И.П.
50
188
66
98
16
16
180,184
25
14,61
19,167
42
19,28,66
155
14,61
20
63
169
128
159
20
81
59
28
23,143,174
25
171
169
Ключарева Е.В.
З
Загидуллин А.А.
27 Князев А.В.
Зайнашев А.Т.
67 Коптяева Е.И.
Зайнуллин Р.А.
81 Королева И.П.
Закирова Л.И.
85,88,91 Коршунова Т. Ю.
Зарипова Р.Р.
130 Костыро Я.А.
Зарипова И.С.
19 Котлов В.М.
Зарудий Ф. С.
66 Кузина Е.В.
Зимин Ю. С.
9,16,70 Кокорина В.М.
Злотский С.С.
166 Кулуев Б.Р.
Зорин А. В.
27,35,67 Л
Зорин В. В.
31,55,67,91, 116 Лакеев С.Н.
Зорина Л. Н.
27,35 Ландер О.В.
Латыпова Э.Р.
И
Ибрагимова А.Р.
86 Легостаева Ю.В.
Идельбаева Г.Р.
124 Леонтьева С.В.
Ильина Е.А.
28 Леонтьева Т.Н.
Ильясова А. Ф.
93 Логинов О.Н.
Ильясова Р.Р.
177 Ляпина Н.К.
Исаев Р.Ф.
124,130 М
Искакова М.М.
6 Мазгарова Г.Г.
Исламгулова А.З.
174 Матросов Э.А.
Ишбаева А. У.
31 Мефтахов Р.М.
Ишбаева Р. А.
47 Миндиярова Э.Р.
Ишмуратов Г. Ю.
56 Миронова М.В.
Мифтахов М. С.
К
Казакова А.Н.
166 Михайлова Е.В.
Калужина О. Ю.
81 Михайлова Л. Р.
Кантор Е. А.
109 Михайлова Н.Н.
Карева Е.С.
96 Михайлова Т.Н.
Каримова Э.Р.
5 Мударисова Р.Х.
Кирлан В.В.
138 Муратова З.Р.
Кирлан С.А.
32, 98,138 Муринов Ю.И.
Кирсанова Т.В.
100,109 Муслухов Р.Р.
Кислицина К.С.
8 Мустафин А.Г.
Климаков В.С.
35 Мухаматдьярова С.Р.
189
37
107
38
9
105
128
41,44
118
5
107,113
20
116,120
56,179
52
37
118
105
3
42
32
122,126,134
44
46
14,61
113
12
166
132,136
38,46
124
63,128
56
16
105
Н
Никитина Т.С.
Надыршина Е.В.
Насретдинова Р.Н.
Неваленова Т.В.
П
Пташко Д.О.
Пилипенко А.Н.
Прищепов Ф.А.
Петухова Н.И.
Петрушина Т.Ф.
Р
Радцева О.В.
Рахимова Г.М.
Рахматуллин И.Р.
Романко В.Г.
Романко Т.В.
С
Сагитдинова Х.Ф.
Садыкова М.Р.
Салихов Ш.М.
Сафарова В.Г.
Сафиуллина М.Г.
Силищев Н.Н.
Скорняков А.Н.
Смирнов Ю.Ю.
Смолова О.С.
Смольников А.А.
Спирихин Л.В.
Соловьев Р.А.
Сунагатуллина
А.Ш.
Султанова А.В.
Султанова Л.М.
Султанова Ю.Р.
3 Т
37
70,167 Тазин В.В.
96 Таипов И.А.
Талипов Р.Ф.
Талипова Г.Р.
25 Тухватшин В.С.
59 Тюрина М.А.
93,146 Ф
85,88,91,116,12
0,122,126,132,1 Фазлыева А.Ф.
34,136 Файзуллина Л.Х.
180,184 Фатхуллин А.Р.
Фатыхов А.А.
124,130 Федорова А.А.
124,130 Федорова В.В.
69 Федотова О.В.
128,181 Х
128,181
Хабибуллина А.О.
47,186 Хажиев Ш.Ю.
69 Хайруллина В.Р.
5 Хакимова А.Н.
5,50,52 Халиков Р.М.
107 Халилова Ю.А.
79,118 Халимова Л.Х.
134,141 Хальфитдинова Л.А.
109 Хамидуллина И.В.
79 Хасанова Л.С.
56 Хисамутдинов Р.А.
63 Хома В.К.
98 Хусаинов М.А.
55 Хуснутдинов Р.И.
50
190
132,136,150
52
76
66
56
164
56,179
32,138
150
5,180,184
146
3
20
148,152
28
71
57
28,66
71
23,143,174
59
85,
47
100,109
14,61
63
66
57
7,73
Ч
Чанышева А.Р.
Черкасова Д.В.
Четвериков С.П.
Ш
67
154
154
Шакиров А.Н.
Шамсунова Р.К.
Шараева А.А.
Шарипов Б.Т.
Шахмаев Р.Н.
Шириязданова
Э.Р.
Шитикова О.В.
Шорникова Е.Д.
Щ
Щаднева Н.А.
Я
Якупова О.М.
Якупова Л.Р.
155,159
70
157,159
69,71
31,55
85
63
37
8
73
174
191
СОДЕРЖАНИЕ
Секция 1 «Био- и органическая химия»
Л.А. Баева, Л.Ф. Бикташева, Т.С. Никитина, А.А. Фатыхов, Н.К. Ляпина
Синтез
тиамонои
тиабицикланов
на
основе
диацетонового
спирта…........................................................................................................................3
Э.Р. Каримова, В.М. Кокорина, Л.А. Балтина
Синтез новых сложных эфиров кверцетина..........................................................5
Р.А. Батыркаев, М.М. Искакова, Л.Х. Файзуллина, В.Г. Сафарова,
Ш.М. Салихов, Ф.А. Валеев
Контролируемый сдвиг двойной связи в мостик..................................................6
К.О. Борисова, К.С. Кислицина, Н.А. Щаднева, Р.И. Хуснутдинов
Синтез 1-(2-оксопропил)адамантана взаимодействием 1-бромадамантана с
изопропилиденацетатом под действием железо- и марганецсодержжащих
катализаторов...............................................................................................................8
Н.С. Борисова, Г.Г. Аминева, И.П. Королева, Ю.С. Зимин
Комплексообразование 4-, 5-аминосалициловых кислот с яблочным
пектином.........................................................................................................................9
А.С. Будаев, Л.Р.Михайлова, Л.А. Балтина
Новые производные пентациклических тритерпеноидов солодкового корня
как потенциальные антидиабетические агенты ..................................................12
З.Р. Валиуллина, Р.М. Ганиева, Р.А. Ахмадеева, Л.С. Хасанова, Ф.А. Гималова,
М.С. Мифтахов
Синтез предшественника стероидного агликона для osw-1...............................14
К.Р. Галиахметова, А.Г Мустафин, Р.Н. Галиахметов, Ю.С. Зимин
Получение ультрадисперсных золей палладия....................................................16
Г.Г. Гарифуллина, И.С. Зарипова, А.Я. Герчиков
Регенерация нитроксильного радикала в окисляющемся пропаноле
добавками кислот ......................................................................................................19
Г.Г. Гимранова, А.А. Федорова, О.В. Давыдова, С.Н. Лакеев
Выделение, идентификация и использование 2,4-диэтил-1,3-октандиола –
побочного продукта процесса получения 2-этилгексанола...............................20
В.А.Егоров, Р.М.Халиков
Практичный
синтез
хлорциклопентенонов
из
5,5диметокситетрахлорциклопентадиена в условиях межфазного катализа
........................................................................................................................................23
А.С. Ерастов, Е.Г. Галкин, Д.О. Пташко
Применение низковольтной масс-спектрометрии для установления
конфигурации производных метиловых эфиров циклопропанкарбоновой
кислоты........................................................................................................................25
А. А. Загидуллин, А. В. Зорин, Л. Н. Зорина
Энантиоселективный синтез
s-(-)-1-фенилпроп-2-ен-1-ола
и
r-(+)-1фенилпроп-2-ен-1-илацетата...................................................................................27
192
Е.А. Ильина, В.Р Хайруллина, А.Я. Герчиков, Я.Б. Древко, О.В. Федотова
Количественное изучение антиокислительных свойств (4-хлорфенил)[3-(4хрорфенил)-4,5-дигидронафто[1,2-b]селенофен-2-ил]метанона на примере
модельной
реакции
инициированного
окисления
1,4-диоксана
.........................................................................................................................................28
А.У. Ишбаева, Р.Н. Шахмаев, В.В. Зорин
Стереоселективный
синтез
1-[(2e,4e)-додека-2,4-диеноил]пирроли-дина
.........................................................................................................................................31
С.А. Кирлан, М.А. Тюрина, Р.М. Ахметшин, Э.А. Матросов
Структурный анализ гетероциклических соединений в рамках комплекса
свойств «пестицидная активность-токсичность» ................................................32
В.С. Климаков, А.В. Зорин, С.С. Вершинин, Л.Н. Зорина
Синтез α - алкоксиуксусных кислот........................................................................35
Е.В. Ключарева, Е.В. Надыршина, Е.Д. Шорникова, С.В.Леонтьева
Влияние
метоксигруппы
на
термические
превращения
α,γдиметилаллиловых эфиров метоксифенолов........................................................37
Е.И. Коптяева, Р.Х. Мударисова
Механохимический
синтез
комплексов
пектина
с
хлорсульфуроном.........................................................................................................38
В.М. Котлов, С.С. Вершинин
Синтез 4-нитроацетофенона из 4-нитробензойной кислоты...............................41
Г.Г. Мазгарова, Р.Р. Гатауллин
Получение (2rs,3rs,1′sr)-n-тозил-2-(1-формилоксиэтил)-3,5диметилиндолина........................................................................................................42
В.М. Котлов, Э.Р. Миндиярова, С.С. Вершинин
Получение 2-метил-2-(4-нитрофенил)-1,3-диоксолана в условиях нагрева
микроволновым излучением.....................................................................................44
М.В Миронова, Л.А. Бадыкова, Р.Х.Мударисова
Взаимодействие
арабиногалактана
лиственницы
сибирской
с
ципрофлоксацином.....................................................................................................46
Л.А. Хальфитдинова, Р.А. Ишбаева, Х.Ф. Сагитдинова
Некоторые
химические
превращения
хлорциклопентениламинов
.........................................................................................................................................47
А.В. Султанова, В.Г. Сафарова, В.А. Выдрина
Синтез (-)-изокаранона и окисление его кислотой Каро ....................................50
Ю.Р. Султанова; В.Г. Сафарова; Ю.В. Легостаева
Исследование превращений перекисных продуктов озонолиза природных
олефинов под действием азотсодержащих органических соединений в
метаноле........................................................................................................................52
А. Ш. Сунагатуллина, Р.Н. Шахмаев, В.В. Зорин
Pd-Катализируемый синтез сопряженных ениновых спиртов..........................55
В.С. Тухватшин, А.А. Смольников, Э.Р. Латыпова, Р.Р. Муслухов, Г.Ю.
Ишмуратов, Р.Ф. Талипов
Тиилирование эпоксида (R)-4-ментен-3-она..........................................................56
Ш. Ю. Хажиев, М.А. Хусаинов
Гош-и Транс- ориентация иодметильных групп 5,5-дииодметил-2-R-1,3диоксана .......................................................................................................................57
193
Ю.А. Халилова, А.Н. Пилипенко, О.Ю. Доронина, Ф.А. Валеев
Синтез деканолидного ядра на основе левоглюкозенона и циклогекса-1,3дионов............................................................................................................................59
Л.С. Хасанова, З.Р. Валиуллина, Р.А. Ахмадеева, Р.М. Ганиева, Ф.А. Гималова,
М.С. Мифтахов
Синтез нового дисахаридного блока для osw-1.....................................................61
Р.А. Хисамутдинов, О.В. Шитикова, Г.Р. Анпилогова, Л.Г. Голубятникова,
Л.В. Спирихин, Ю.И. Муринов
Стереохимические особенности комплексов палладия(II) и платины(II) с
(RS)-1-(4-хлорфенил)-4,4-диметил-3-(1н-1,2,4-триазол-1-ил-метил)-пентан-3олом...............................................................................................................................63
В.К. Хома, И.А Таипов, В.Р. Хайруллина, А.Я. Герчиков, А.Г. Валитов,
Ф.С. Зарудий
Структурный
анализ
эффективных
ингибиторов
а4
гидролазы
............................................................................................................................................66
А.Р. Чанышева, А.В. Зорин, А. Т. Зайнашев, В. В. Зорин
Окислительное сочетание в реакции енолата бутирата лития с 1, 2дибромэтаном..............................................................................................................67
Б.Т. Шарипов, М.Р. Садыкова, И.Р. Рахматуллин, Ф.А. Валеев
Синтез N-метилурокановой кислоты.....................................................................69
Р.К. Шамсунова, Р.Н. Насретдинова, Ю.С. Зимин
Кинетика озонированного окисления органических кислот в водной
среде...............................................................................................................................70
Б.Т. Шарипов, А.Н. Хакимова, А.О. Хабибуллина, Ф.А. Валеев
Синтез (1r,2r,6r)-2-метил-6-винил-1-(1,2-дигидроксиэтил)-циклогекс-3-ена –
перспективного хирального синтетического блока
для аналогов
элеутезидов...................................................................................................................71
О.М. Якупова, А.Р. Байгузина, Р.И. Хуснутдинов
Получение алкиловых эфиров бензойной кислоты из бензола.........................73
Секция 2 « Биотехнология »
А.И. Абдракипов, В.Б. Барахнина, В.В. Тазин
Подбор
эффективного
биосорбента
для
утилизации
нефтяных
разливов........................................................................................................................76
М.Д. Бакаева, Н.Н. Силищев, О.С. Смолова
Микроскопические грибы в загрязненном нефтью грунте после
рекультивации биопрепаратами – деструкторами углеводородов ..................79
Р.А. Зайнуллин, О.Ю. Калужина, О.А. Данилова
Влияние активаторов, различной природы, на морфологические признаки
дрожжей Saccharomyces Cerevisiae............................................................................81
Л.И. Закирова, Л.Х. Халимова, Э.Т. Шириязданова, Н.И. Петухова
Исследование биодеградации лигноцеллюлозных материалов почвенными
сапрофитами.................................................................................................................85
А. Р. Ибрагимова
Утилизация послеспиртовой барды на некоторых спиртовых производствах
ОАО «Башспирт» ........................................................................................................86
194
Л.И. Закирова, Э.Т. Шириязданова, Л.Х. Халимова, Н.И. Петухова
Интенсификация биодеградации соломы почвенным сапрофитом.................88
Л.И. Закирова, Л.Х. Халимова, Н.И. Петухова, В.В. Зорин
Влияние состава питательной среды на лакказную активность
микромицетов .............................................................................................................91
А.Ф.Ильясова, Ф.А.Прищепов
Изучение процесса биодеградация хлорфенолов бактериями...........................93
Е.С. Карева, Т. В. Неваленова
Метод детоксикации осадков сточных вод городских очистных сооружений
канализации.................................................................................................................96
С.А. Кирлан, Р.М. Ахметшин, Р.А. Соловьев, М.К. Вовденко
Доэкспериментальная оценка фунгицидной активности ароматических и
гетероциклических соединений...............................................................................98
Т.В. Кирсанова, И.В. Хамидуллина
Исследование влияния различных начальных концентраций сульфатов на
процесс
анаэробной
очистке
сточных
вод
от
сульфатов
сульфатвосстановливающими бактериями.........................................................100
Т.Ю.Коршунова, С.Р.Мухаматдьярова, О.Н.Логинов
Новые представители рр. Paracoccus и Agromyces, утилизирующие различные
соединения углерода................................................................................................105
Б.Р. Кулуев, М.Г. Сафиуллина, А.В. Князев
Создание трансгенных растений табака экспрессирующих ген Pnexpa3
тополя черного..........................................................................................................107
Т.В. Кирсанова, И.В. Хамидуллина, Ю.Ю. Смирнов, Е.А. Кантор
Влияние
концентрации
сульфатов
на
процесс
микробной
сульфатредукции......................................................................................................109
Б.Р. Кулуев, Е.В. Михайлова
Переопыление различных видов и сортов табака пыльцой их трансгенных
форм в лабораторных условиях.............................................................................113
О. В. Ландер, Н. И. Петухова, В. В. Зорин
Биоконверсия растительного масла в полиненасыщенные липиды грибом
mortierella alpinа гр-1 ...............................................................................................116
Т.Н. Леонтьева, Е.В. Кузина, Н.Н. Силищев
Исследование ростостимулирующей активности штамма Azotobacter
Vinelandii ИБ 4...........................................................................................................118
О. В. Ландер, Н. И. Петухова
Динамика роста и липолитической активности дрожжей pichia sp. 87-3 на
различных средах.....................................................................................................120
Р.М. Мефтахов, Н.И. Петухова
Исследование флоккулирующей активности штамма вх-1, выделенного из
кислых рудничных стоков месторождения Куль-Юрт-Тау ...........................122
Г.М. Рахимова, О.В. Радцева, Р.Ф. Исаев, Г.Р. Идельбаева, З.Р.Муратова
Регуляция роста и развития растений пшеницы сорта «омская-36» при
обработке биопрепаратом «Фитоспорин-М Экстра» ......................................124
195
Р.М. Мефтахов, Н.И. Петухова
Исследование влияние глицерина на рост культуры вх-1, выделенного из
кислых рудничных стоков месторождения Куль-Юрт-Тау.............................126
Т.В. Романко, Я.А. Костыро, Е.Н. Гуменникова, В.Г. Романко, Ю.И.Муринов
Реологические свойства оригинальной фармацевтической композиции
ультрадисперсной системы серебра, стабилизированной арабиногалактаном
лиственницы..............................................................................................................128
О.В. Радцева, Г.М. Рахимова, Р.Ф. Исаев, Р.Р. Зарипова, Н.С.Алексеева
Формирование урожая пшеницы сорта «Омская-36» при обработке
препаратом «Кетан» ................................................................................................130
Т.Н. Михайлова, Л. М. Султанова, Н.И Петухова, В.В. Зорин
Использование
глицерина
при
гетерофазной
ферментации
целлюлозосодержащих отходов..............................................................................132
А. Н. Скорняков, Р. М. Мефтахов, Н.И. Петухова
Исследование
роста
меланинсодержащих
грибов
на
различных
средах...........................................................................................................................134
Т.Н. Михайлова, Л. М. Султанова, Н.И.Петухова, В.В.Зорин
Исследование
целлюлозосодержащих
субстратов,
предобработанных
глицерином.................................................................................................................136
С.А. Кирлан, М.А. Тюрина, В.В. Кирлан, Ю.И. Булатова
Закономерности
связи
«структура-фунгицидная
активность»
гетероциклических соединений.............................................................................138
А.Н. Скорняков, Н.И. Петухова, Р.М. Мефтахов, В.В. Зорин
Исследование биоокисления пирита и медного концентрата после
предварительного химического окисления.........................................................141
Р.М.Халиков, В.А.Егоров
Фитопростаноидные оксилипины биопрепарата из семян льна
.......................................................................................................................................143
А.Р. Фатхуллин, Ф.А. Прищепов
Получение биоэтанола путем сбраживания лактозы бактериями рода
Paenibacillus................................................................................................................146
В.В. Фёдорова, А.Ф. Аскин, Н.И. Петухова
Поиск продуцентов биосурфактантов со смачивающей активностью.........148
А. Ф. Фазлыева, Л. М. Султанова, В.В. Зорин, Н.И. Петухова
Исследование биоконверсии древесных отходов и луговых трав в
биотопливо.................................................................................................................150
В.В. Фёдорова, Н.И. Петухова
Влияние внеклеточных полимеров на образование эмульсии........................152
Д.В. Черкасова, М.Д. Бакаева, С.П. Четвериков
Биологическая и гидрометаллургическая технологии извлечения металлов
из
отходов
флотации
учалинского
горно-обогатительного
комбината...................................................................................................................154
А.Н. Шакиров, В. В. Зорин, Н. И. Петухова, С.С. Вершинин, А. М. Гильванова
Исследование лактоназной активности микроорганизмов..............................155
А.А.Шараева, Н. И. Петухова, Л. И. Ниятшина, В. В. Зорин
Поиск продуцентов липидов из глицерина среди дрожжей, выделенных из
почв и растительных материалов..........................................................................157
196
А. Н. Шакиров, В. В. Зорин, Н. И. Петухова, Вершинин С.С., А. А. Шараева,
Р. Р. Дельмухаметов
Поиск биокатализаторов для кинетического разделения рацемического 2бром-1-(4-нитрофенил)этанола...............................................................................159
СЕКЦИЯ 3 «Учебно-методическая»
Н.А.Аминева, М.К.Боева, Г.Г.Аминева
Использование мультимедийных демонстраций при изучении химии
водорода, кислорода и галогенов...........................................................................162
Р.З. Биглова, Г.Р. Талипова
Преподавание
предмета
«медицинская
химия»
в
башкирском
государственном университете..............................................................................164
А.А. Богомазова, Н.Н. Михайлова, Казакова А.Н., Злотский С.С.
Экологические аспекты химической технологии и нефтехимии в базовых
курсах
химических
дисциплин
нефтяных
университетов............................................................................................................166
Г.Г. Гарифуллина, Р. Н. Насретдинова
Методика подготовки к трудным заданиям единого государственного
экзамена по химии.....................................................................................................167
О.Г. Горлевских, И.П. Журкина
Организационно-дидактическая
система
дистанционного
обучения
химии...........................................................................................................................169
Е.А. Евченко
Модель личности учёного-химика.........................................................................171
Р.М.Халиков, В.А.Егоров, А.З.Исламгулова, Л.Р.Якупова
Интеграция естественнонаучных дисциплин при анализе биогеохимического
круговорота углерода...............................................................................................174
Ильясова Р.Р.
Применение компьютерных технологий в образовательном процессе в
высшей школе ...........................................................................................................177
Э.Р. Латыпова, В.С. Тухватшин
Преподавание дисциплины «общая химия» для студентов специальности
«управление
качеством»
башкирского
государственного
университета...............................................................................................................179
Т.Ф. Петрушина, Л.Х. Файзуллина, Ф.З. Галин
Об опыте преподавания дисциплины «химия гетероциклических
соединений» ...............................................................................................................180
В.Г. Романко, Т.В. Романко
К возможности применения биохимического и биотехнологического
подходов в учебно-методической деятельности по физическому воспитанию
человека.......................................................................................................................181
Т. Ф. Петрушина, Л. Х. Файзуллина, Ф. З. Галин
Модульно-рейтинговая
система
в
изучении
органической
химии...........................................................................................................................184
197
Х.Ф. Сагитдинова
Об особенностях преподавания курса «стереохимия» для студентов
химического факультета, специализирующихся по кафедре органической
химии............................................................................................................................186
198
Научное издание
ИНТЕГРАЦИЯ НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
В ОБЛАСТИ БИО- И ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ И
БИОТЕХНОЛОГИИ
Материалы VI Всероссийской научной Internet-конференции
Редактор Л.А. Матвеева
Подписано в печать 12.12.2011. Бумага офсетная.
Формат 60х841/16
Гарнитура «Таймс». Усл.печ.л.12,5.Уч.-изд.л.11,11.
Тираж 150 экз. Заказ
Издательство Уфимского государственного нефтяного
технического университета
Типография Уфимского государственного нефтяного
технического университета
Адрес издательства и типографии:
450062, РБ, г. Уфа, ул. Космонавтов 1
199