Электродные процессы при электрохимическом синтезе этилового эфира П-аминобензойной кислоты

Магомедова, Залмо Магомедовна

Электродные процессы при электрохимическом синтезе этилового эфира П-аминобензойной кислоты тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.05 ВАК РФ

Магомедова, Залмо Магомедовна АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Махачкала МЕСТО ЗАЩИТЫ

2010 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.05 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Электродные процессы при электрохимическом синтезе этилового эфира П-аминобензойной кислоты»

Автореферат диссертации на тему "Электродные процессы при электрохимическом синтезе этилового эфира П-аминобензойной кислоты"

На правах рукописи

Магомедова Залмо Магомедовна

ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОМ СИНТЕЗЕ ЭТИЛОВОГО ЭФИРА П-АМИНОБЕНЗОЙНОЙ

КИСЛОТЫ

Специальность: 02.00.05 - электрохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Махачкала 2010

004609833

Работа выполнена на кафедре органической химии химического факультета Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Дагестанский государственный университет».

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор,

Хидиров Шагабудин Шайдабекович

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Березина Нинель Петровна

кандидат химических наук, в.н.с. Свешникова Джаннет Алексеевна

Ведущая организация: Институт физической химии и электрохимии

им. А.Н.Фрумкина РАН (г. Москва)

Защита диссертации состоится 08 июля 2010 года в 14.00 на заседании диссертационного совета Д 212.101.10 при Кубанском государственном университете по адресу: 350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149, ауд. 231.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного университета (читальный зал) по адресу: 350040 г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149; с авторефератом - на сайте http://www.kubsu.ru.

Отзывы по данной работе в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 350040, г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149 на имя ученого секретаря диссертационного совета Д 212.101.10.

Автореферат разослан « 08 » июня 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.101.10 кандидат химических наук Ф.А. Колоколов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Электрохимические методы открывают широкие возможности для синтеза различных органических соединений. На катоде осуществляют реакции электрохимической димеризации, гидроциклизации, катодного восстановления нитросоединений, нитрилов, отщепления галогенидов от галогенорганических соединений и др. На аноде проводят окисления органических веществ с различными функциональными группами, в частности, осуществляют реакции замещения и присоединения, реакции алкоксилирования, ацетоксилирования.

В промышленности использованы пока лишь немногие процессы электросинтеза органических соединений. Одной из причин служит то, что механизм электродных реакций с участием органических веществ изучен пока недостаточно.

Наряду с промышленным большое значение имеет так называемый специальный электросинтез, ориентированный на получение соединений и материалов, не образующихся в обычных химических процессах или требующих очень жестких условий при химическом синтезе. Электросинтез широко используется и в получении ряда препаратов медицинского назначения.

В ряде случаев электрохимические методы синтеза, в частности, фармацевтических препаратов основаны на некоторых их преимуществах перед традиционными методами органического синтеза: они экологически безопасны и более безотходны, поскольку исключают использование сильных окислителей и восстановителей - обычно агрессивных и токсичных; селективность электродных реакций выше, чем химических и может регулироваться путем поддержания заданного потенциала, плотности тока, введения добавок и модифицирования поверхности электрода; электросинтез позволяет сократить число стадий процесса, увеличить чистоту и выход конечного продукта.

Химический синтез этилового эфира п-аминобензойной кислоты, известного как лекарственное вещество - анестезин, получают из «-нитротолуола по следующей схеме:

окисление и-нитротолуола до п- нитробензойной кислоты

о2м^^сн3 + —^ ноос^3^о2

получение этилового эфира «-нитробензойной кислоты 02М^^С00Н + С2Н5ОН + [Н2Э04] — Н6С20(0)С—^^Шг + НгО +[Н2ЗСу (2)

восстановление этилового эфира п- нитробензойной кислоты до этилового эфира п-аминобензойной кислоты

Н5С20(0)СН^^-М02- ^ » Н2МЧ^ЬС(0)0С2Н5 (3)

Последняя реакция входит и в схему промышленного синтеза. По этой схеме для синтеза этилового эфира п-аминобензойной кислоты могут быть использованы и другие окислители, восстановители, катализаторы.

Недостатками химического способа синтеза этилового эфира п-аминобензойной кислоты являются многостадийность и трудоемкость процесса, необходимость затраты большого числа дорогих и дефицитных реактивов, сильных окислителей и восстановителей, катализаторов, невысокая чистота конечного продукта.

Реакции (1,3) входящие в схему получения этилового эфира п-аминобензойной кислоты из п-нитротолуола, являются окислительно-восстановительными и могут быть осуществлены электрохимическим путем. В частности, и-нитротолуол на аноде с участием молекул воды может быть окислен по уравнению реакции:

Этиловый эфир и-нитробензойной кислоты на катоде может быть восстановлен до анестезина по следующему суммарному уравнению реакции

Исследование электродных реакций с участием «-нитротолуола и этилового эфира и-нитробензойной кислоты имеет большое практическое значение, а также способствует дальнейшему развитию теоретических представлений об электродных процессах в растворах органических соединений, что определяет актуальность данной работы.

Цель работы состоит в выяснении закономерностей кинетики и механизма реакций окисления п-нитротолуола и восстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты для разработки высокоэффективного электрохимического метода синтеза лекарственного вещества - анестезина.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

- изучение кинетики и механизма анодных реакций окисления п-нитротолуола на электродах разной природы;

- изучение кинетики и механизма катодной реакции электровосстановления этилового эфира и-нитробензойной кислоты на электродах с разным перенапряжением водорода для выбора оптимального режима электросинтеза этилового эфира п-аминобензойной кислоты;

- анализ вольтамперометрических кривых в зависимости от состава раствора с учетом ограниченной растворимости этилового эфира п-нитробензойной кислоты;

-изучение особенностей кинетики электровосстановления этилового эфира и-нитробензойной кислоты на электродах из платины, серебра, меди, свинца, олова и сопоставление констант уравнения Тафеля с константами электровосстановления водорода на этих металлах;

- проведение препаративных электросинтезов с анализом и идентификацией промежуточных и конечных продуктов реакций окисления п-нитротолуола и восстановления этилового эфира и-нитробензойной кислоты;

(5)

Научная новизна.

Работа выполнена в перспективном научном направлении, заключающемся в выявлении и интенсификации новых электродных реакций синтеза лекарственных препаратов.

- Впервые показано, что электрохимическое окисление и-нитротолуола до н-нитробензойной кислоты может быть использовано в многостадийном процессе синтеза этилового эфира и-аминобензойной кислоты.

- Показано, что «-нитротолуол подвергается электрохимическому окислению только в кислой и нейтральной средах через образования промежуточных продуктов - я-нитробензилового спирта и п-нитробензальдегида, а в щелочной среде выступает только в качестве ингибитора кислородной реакции.

- Предложен механизм и определены электрохимические константы реакции электровосстановления этилового эфира «-нитробензойной кислоты на электродных материалах с различным перенапряжением выделения водорода.

- Разработан и запатентован электрохимический способ синтеза этилового эфира и-аминобензойной кислоты путем совмещения стадий окисления п-нитротолуола и восстановления этилового эфира и-нитробензойной кислоты.

Практическая ценность работы.

Полученные результаты могут быть использованы в таких важных областях, как электрокатализ и электросинтез органических соединений - биологически активных веществ, лекарственных препаратов и ингибиторов коррозии.

Установленные закономерности для реакции анодного окисления п-нитротолуола находят широкое применение в реакциях препаративного органического синтеза.

Разработанный электрохимический способ синтеза этилового эфира п-аминобензойной кислоты из и-нитротолуола отличается простотой, высокой производительностью, не требует окислителей и восстановителей, а конечный продукт отличается хорошей чистотой. Поэтому он может быть использован и в тонкой химической технологии, т.к. обладает рядом преимуществ и позволяет получить чистый конечный продукт - этиловый эфир я-аминобензойной кислоты, который применяется в области медицины под названием анестезин и является основой многих препаратов, обладающих местноанестезирующим действием.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены: на Всероссийских научно-практических конференциях "Химия в технологии и медицине" (Махачкала, 2000 - 2002), ХУШ-ом Национальном Химическом Конгрессе (Турция, Каре, 2004); XVI Всероссийском совещании по электрохимии органических соединений «ЭХОС - 2006», (Новочеркасск, 2006), годичных научных сессиях профессорско - преподавательского состава ДГУ (Махачкала, 2001-2008), Всероссийских научных конференциях по физико-химическому анализу, ДГПУ, НИИ ОНХ (г. Махачкала 2004, 2007гт.), Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии и материаловедения» ДГУ (г. Махачкала 2008г.), IV Международной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы получе-

ния новых материалов: исследования, инновации и технологии» (г. Астрахань 2010г.).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 14 печатных работ в виде статей и тезисов докладов, в том числе две статьи в реферируемых журналах и получен один патент.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 129 страницах, включая библиографию. Работа состоит из введения, трех глав и списка использованной литературы. Библиографический указатель включает 141 ссылок на отечественных и иностранных авторов. Работа иллюстрирована таблицами и рисунками, в том числе хроматограммами, ИК- и ЯМР-спектрами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность и цель исследования.

В первой главе рассмотрены литературные данные процессов практического электрохимического синтеза ароматических органических соединений, а также электродные реакции окисления толуола и восстановления нитробензола и их замещенных.

Анализ показывает, что данные электрохимического окисления и восстановления ароматических нитросоединений в основном касаются влияния строения молекулы, т.е. разных по природе заместителей бензольного ядра на кинетику и механизм электродных реакций. Конкретные данные по реакциям электроокисления и электровосстановления исследуемых в работе соединений практически отсутствуют.

Практически реализованные процессы электросинтеза ароматических соединений встречаются только односторонние - или анодные или катодные. Совмещенный анодно-катодный процесс с их участием также не осуществлен.

Во второй главе описаны использованные физико-химические (потен-циостатический, циклической вольтамперометрии, препаративного электросинтеза, потенциометрический, ИК-спектрометрия, ЯМР-спектроскопия) и аналитические (газожидкостная хроматография, элементный анализ) методы.

Поляризационные измерения проводились с использованием потенцио-статов П-5827М и ПИ-50.1, вольтметра В722А, миллиамперметра НДА- 2 и миллиамперметр - милливольтметра М2038. Регистрация тока поляризации и потенциала рабочего электрода осуществлялась при помощи электронного потенциометра ЛКД 4 - 003.

В качестве рабочего электрода использовали угольные электроды: графитовый электрод от спектрографа спектральной чистоты и графит марки ВЧ; платину-, медь-, серебро-, свинец-, олово- 99,99 чистоты. Электродом сравнения служил насыщенный хлорид-серебряный электрод, а вспомогательным -платиновый электрод. Все значения потенциалов пересчитаны и приведены по водородной шкале.

Для проведения электрохимических измерений использовалась трехэлек-тродная ячейка (рис.1). Такая ячейка обеспечивает проведение потенциостати-ческих, потенциодинамических и других исследований с использованием по-тенциостата. Рабочий электрод, электрод сравнения и вспомогательный элек-

трод отделяли друг от друга. Разделение проводилось краном со шлифом. При этом снижается возможность загрязнения рабочего раствора продуктами электролиза, образующимися в отделении вспомогательного электрода.

Рисунок 1 - Схематическое изображение трехэлектродной электрохимической ячейки: 1- отделение рабочего электрода; 2- сосуд электрода сравнения; 3- отделение вспомогательного электрода; 4- сосуд для подготовки растворов фона и добавок;5- соединительный мостик; 6- жидкостные затворы.

Препаративный электросинтез проводили в диафрагменном электролизере, схема которого представлена в рисунке 2.

+1-

'<х>-

Рисунок 2 - Принципиальная схема электрохимической установки для электросинтеза: 1-анод; 2-катод; 3-мембрана; 4-корпус электролизера; 5-амперметр; 6-вольтметр; 7-источник постоянного тока с регулируемым напряжением.

Реактивы - серная кислота, и-нитротолуол, этиловый эфир п-нитробензойной кислоты, гидроксид натрия, перхлорат калия использованы марки "О.С.Ч" или "Х.Ч." Растворители - этиловый спирт, ацетонитрил и вода очищались путем перегонки.

Идентификация промежуточных и конечных продуктов проводилась путем снятия ИК-спектров, методом ГЖХ на газо-жидкостном хроматографе и ЯМР-спектроскопии.

Третья глава посвящена обсуждению результатов эксперимента.

Термодинамика реакций окисления п-нитротолуола и восстановления этилового эфира п-питробензойной кислоты

Возможность реализации реакций окисления п-нитротолуола и восстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты в условиях электролиза проверялась на основании термодинамического подхода. Как и для любой другой химической реакции для них справедливо термодинамическое соотношение

Ав = -пРЕ где АО - свободная энергия реакции, ¥ - число Фарадея,

Е - значение электродвижущей силы (ЭДС) соответствующей цепи. Оно позволяет рассчитать изменение энергии Гиббса АО и константу равновесия Кр для окислительно-восстановительной реакции, протекающей в цепи по соотношениям:

Е = (ЯТ/пР) 1пКр Ав = — ЯТ 1пКр,

Нами была предпринята попытка определения ЭДС цепей с растворами п-нитротолуола и этилового эфира п-нитробензойной кислоты. В качестве растворителя для обоих веществ брали ацетонитрил, а электролитом служил 2,ОМ водный раствор Н2804.

Было обнаружено, что измеряемые значения ЭДС не следуют уравнению Нернста, т.е. электрохимическое равновесие не устанавливается. Такое явление типично для многих систем с участием органических соединений. Оно обусловлено тем, что на платиновом электроде происходит адсорбция органических соединений, сопровождающаяся разнообразными их превращениями. В литературе нам не удалось найти величин свободных энергий соответствующих процессов, что не позволяет рассчитать их редокс-потенциалы.

На возможность возникновения сложной совокупности ряда редокс-систем при протекании процессов с участием органических соединений указано в литературе. Общий процесс окисления п-нитротолуола и восстановление этилового эфира п-нитробензойной кислоты, протекающий с участием шести электронов может быть разбит на отдельные двухэлектронные стадии с образованием промежуточных продуктов.

В принципе из-за сложного многостадийного характера изучаемых процессов и наличия устойчивых промежуточных продуктов, устанавливающиеся

потенциалы могут отвечать некоторым равновесиям с участием промежуточных продуктов. Предполагаем установление равновесий типа

ЭДС окислительно-восстановительных полуэлементов Ag /Р1/п-НТ, СН3СМ, И£04\СГ, Л%С1, А^ Ag/Pt/ЭЭ п-НБК, СН3С\, Н^04\СУ,

при 298°К составляла 0,210В (н.в.э) и 0,09В (н.в.э) соответственно.

Энергия Гиббса равна суммарной энергии предполагаемой окислительно-восстановительной системы (/1С=-96,48кДж/моль), а значение константы равновесия составляет Кр=8,3-1016. Значения энергии Гиббса и константы равновесия системы указывают на возможность практической реализации суммарной окислительно-восстановительной реакции образования конечных продуктов электролизом.

Анодные реакции с участием п-нитротолуола

Электроокисление п-нитротолуола на платиновом электроде изучено в широкой области анодных потенциалов с разными составами и рН раствора.

На рис. 3 приведены вольтамперограммы анодной реакции с участием п-нитротолуола.

Рисунок 3 - Вольтамперограммы платинового электрода в фоновом растворе СНзСИ + 1.0М 112504 (1) и в присутствии п-нитроголуола при концентрациях, М: 0,1 (2); 0,2 (3); 0,3 (4). V = 80мВ/с.

Рисунок 4 - Анодные стационарные потенциостатические поляризационные кривые гладкого платинового электрода в растворе СН3С^1,0М Н2804 (1) и в присутствии п-нитротолуола при концентрациях, М: 0,2(2); 0,3(3);0,4(4)

Как видно из вольтамперной кривой наряду, с волной кислородной реакции наблюдаемой в фоновом растворе появляется еще одна волна, обусловленная окислением п-нитротолуола. Значения потенциалов, при которых она появляется, зависит от концентрации п-нитротолуола.

Влияние концентрации вещества изучали с интервалом 0,1М. Так, если в 0,1 и 0,2М растворах волна окисления начинается при потенциале 1,4В, а в 0,ЗМ смещается в менее положительную сторону на 300 мВ и выявляется уже при 1,1В с раздваиванием на две волны: первая при потенциалах 1,0-1,3 В и вторая - 1,3-1,45 В.

В стационарных условиях при электрохимическом окислении п-нитротолуола, с увеличением его концентрации токи электроокисления возрастают. Также хорошо выявляется зависимость скорости электроокисления п-нитротолуола от концентрации (рис.4). По форме поляризационная кривая в 0,2М растворе и-нитротолуола повторяет кривую фонового раствора. В 0,ЗМ растворе п-нитротолуола плотность тока существенно возрастает, особенно, в области потенциалов выделения кислорода (Е>1,75 В).

Потенциостатическая поляризационная кривая с концентрацией п-нитротолуола 0,4М существенно отличается от фоновой кривой во всем интервале анодных потенциалов. Ее можно разделить на два участка с предельными значениями диффузионных токов: область потенциалов, предшествующая выделению кислорода, и область потенциалов выделения кислорода. Наибольшая разность в плотностях тока между фоновой кривой и кривой с «-нитротолуолом наблюдается во второй области (Е>1,75 В). Таким образом, следует, что с ростом концентрации и-нитротолуола в растворе закономерно возрастает скорость его электроокисления.

В кислой и нейтральной среде суммарное уравнение реакции окисления п-нитротолуола имеет следующий вид:

Наличие на поляризационных кривых четко выраженных двух участков электроокисления свидетельствует, по видимому, об электроокислении п-нитротолуола через образование промежуточных продуктов - п-нитробензилового спирта и п-нитробепзальдегида с участием поверхностно-активных ОН' частиц, образующихся по сопряженной электрохимической реакции:

Я/>-2е-+Ш'+Я+ (9)

Можно предположить, две волны окисления на циклических вольтампе-рограммах (рис.1), как и два участка на стационарных поляризационных кривых (рис.2), соответствуют двум суммарным уравнениям реакций образования и-нитробензилового спирта и и-нитробензальдегида по следующей схеме:

-<л )>—снз - 2ё + Н20 -- 02ы—<( \—СН2ОН + 2Н+ (10)

0,14-

\\ //

СН20Н - 2е

+ 2Н+ (11)

Синтез промежуточных продуктов окисления п-нитротолуола проводился методом препаративного электролиза при контролируемых плотностях токов, соответствующих потенциалам 1,6В и 2,2В.

При плотности тока 0,0035 А/см2 выделен и идентифицирован п-нитробензиловый спирт, а при 0,02 А/см2 - п-нитробензальдегид. Идентификацию осуществляли путем реакций качественного анализа, ИК-спектрометрии, хроматографии и ЯМР-спектроскопии.

Идентификация методом газо-жидкостной хроматографии показывает, что по времени удерживания продуктов в спиртовых растворах смесь состоит в основном из п-нитробензальдегида и п-нитробензилового спирта (рис.5-6).

Рисунок 5 - Хроматограмма п-нитробензилового спирта - промежуточного продукта окисления п-нитротолуола при ¡=0,003 5А/см2

Рисунок 6 - Хроматограмма п-нитробензальдегида - промежуточного продукта окисления п-нитротолуола при ¡=0,02А/см2

Электроокисление п-нитротолуола в щелочной среде показывает, что в этой среде происходит подавление процессов, связанных с образованием и выделением кислорода. В щелочной среде нитросоединения приобретают способность растворятся с образованием солей. По-видимому, адсорбция п-нитротолуола на поверхности анода происходит отрицательным концом нитро-группы. Конкурентная адсорбция на аноде молекул п-нитротолуола и ОН- -ионов приводит к тому что, метальная группа практически не подвергается электроокислению.

Абсолютно различное поведение п-нитротолуола в щелочной и кислой растворах объясняется тем, что в зависимости от рН среды меняется характер адсорбции молекул п-нитротолуола на поверхности платинового электрода.

Катодные реакции с участием этилового эфира п-нитробензойной кислоты

Важными характеристиками при изучении кинетики и механизма электродных реакций являются электрохимические константы уравнения Тафеля а

и в, которые нами использованы для выявления закономерности изменения перенапряжения и сравнения с изменением перенапряжения водородной реакции на различных электродных материалах. Изученные реакции относятся к необратимым реакциям, поэтому величина а характеризует величину перенапряжения при данной плотности тока и тем самым отклонение процесса от обратимого состояния.

Ниже представлены экспериментальные данные по кинетике и механизму электровосстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты в зависимости от материала катода, потенциала электрода, природы растворителя и рН среды. Выбор материала катода проводился с учетом используемой электрохимической системы, в которой протекают одновременно несколько реакций. В этих условиях одним из требований, предъявляемых к материалу катода является достаточно отрицательная величина потенциала разряда фона, а в водных растворах - потенциала выделения водорода по сравнению с потенциалом восстановления исследуемого вещества. В связи с этим в качестве материала катода были выбраны металлы с различным перенапряжением водорода: с низким перенапряжением - Р1, со средним- Си, Ag и с высоким- Бп, РЬ, а также угольный электрод.

Более глубокое восстановление протекает на катодах с высоким перенапряжением водорода. В определенных условиях электровосстановление арома-тичесих нитросоединений на свинце и олове дают возможность получать соответствующие амины с выходами близкими к количественным.

Электровосстановление этилового эфира п-нитробензойной кислоты наугольном электроде

На вольтамперограммах угольного электрода в растворе 2М Н2804 при разных скоростях развертки потенциала наблюдается катодная волна восстановления с максимумом тока при потенциале 0,4В, которая с увеличением скорости развертки потенциала возрастает (рис.7).

1, иА/си1

// //

Рисунок 7 - Циклические вольтампе-рограммы угольного электрода в растворе 2М Н2504 (1,2) и в присутствии 0,05М 02КСбН4С(0)0С2Н5 (1'2') при скоростях развертки потенциала 40 мВ/с (1,1') и 80 мВ/с (2,2')

Рисунок 8 - Циклические вольтамперо-граммы угольного электрода в растворе С2Н5ОН+1,ОМ Н2504 (1) и в присутствии 0,05М(1) и 0,1М (2,3 ) 02КС6Н4С(0)0С2Н5 при скоростях развертки потенциала 40 мВ/с (1,1,2 ) и 80 мВ/с (3 )

Экспериментальные результаты по электровосстановлению этилового эфира п-нитробензойной кислоты в водно-органической среде показывают, что увеличение ее концентрации в два раза и уменьшение концентрации донора протонов приводят к тому, что все три стадии электрохимической реакции восстановления характеризуются одним максимумом тока (рис.8).

Максимум тока при Е=0,4В, по-видимому, соответствует адсорбции водорода по уравнению реакции:

/Г + е —> Н(п)с

При потенциале Е> 0,5В наблюдается новый подъем тока, связанный с выделением водорода.

2Надс -> Н2 или Надс + /Г + е Н2

В присутствии 0,05 моль/л этилового эфира п-нитробензойной кислоты на вольтамперограмме появляются два четко выраженных максимума тока при катодных потенциалах 0,35 и 0,55В, которые, могут быть обусловлены последовательными стадиями реакций электровосстановления этилового эфира и-нитробензойной кислоты по схеме:

1°Г ^ Л§Г~ ^ ГоГ о*

Процесс электровосстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты протекает необратимо, следовательно, перенос протонов может предшествовать переносу электронов или происходить одновременно с ним в едином элементарном акте. Протонирование и дегидрирование продуктов реакции на скорости электродного процесса не сказывается.

Электровосстановление этилового эфира п-нитробензойной кислоты на

Си и Ag - электрода.

Сравнение вольтамперограмм медного электрода в водном и спиртовом растворах этилового эфира п-нитробензойной кислоты на Си-электроде показывает, что в водном растворе весь электровосстановительный процесс выражен одним максимумом тока (Е=0,6В), а в спиртовом растворе как это видно на рис.9- тремя максимумами тока при потенциалах: 0,5; 0,65 и 0,75В. Такое отличие указывает на особый характер протекания процесса на меди при замене воды на спирт.

По-видимому, три волны восстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты, наблюдаемые на вольтамперограмме медного электрода, соответствуют трем стадиям суммарной электродной реакции, протекающей с участием шести электронов (12). В литературе редко встречаются случаи, когда электровосстановление сложного органического вещества, протекающее с участием значительного числа электронов (в данном случае - шести) выявлялось постадийно.

Результаты, полученные в потенциодинамическом режиме подтверждаются и в стационарных условиях, когда на стационарной потенциостатической поляризационной кривой в полулогарифмических координатах выявляются ли-

нейные участки электровосстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты, подчиняющиеся тафелевской зависимости.

0.4 0.6 0.8 1,0 -Е.В

Рисунок 9 - Вольтамперограммы медного электрода, в фоновом растворе C2HsOH+2,OMH2S04 (1) и в присутствии 0.05М02NC6H4C(0)0CiHi (2)

Вольтамперограммы электровосстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты полученные на серебряном электроде в водном растворе выражено двумя максимумами тока в области катодных потенциалов 0,4 и 0,5В и представлены на рис.10. В спиртовом растворе они смещены в катодную сторону и выявляются при потенциалах 0,5; 0,65 и 0,75В (рис. 11). Предположить, что волны восстановления (или одна из волн) связаны с восстановлением спиртовой группы, исключается, т.к. в фоновых растворах они не выявляются.

-Е.0

Рисунок 10 - Вольтамперограммы Рисунок 11 - Вольтамперограммы

серебряного электрода в фоновом рас- серебряного электрода, в растворе

творе 2,ОМ Н2804 (1) и 0,05 М С2Н5ОН +1,0МН25О4 (1) и 0,05М

ОЖг,Н4СЮ)ОС2Н5 (2) 02МС6Н4С(0)0С2Н5 (2)

На первом участке (0,3-0,5В) скорость лимитируется электрохимической стадией переноса электрона, тафелевский коэффициент составляет 0,08В, а кинетическое уравнение имеет вид

Е = 0,4 +0,08 &

Скорость электровосстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты на серебряном электроде такой же величины, что и на медном.

Электрохимическое восстановление эфира в стационарных условиях характеризуется двумя линейными участками в полулогарифмических координатах. На основании сравнения поляризационных измерений в потенциодинамн-ческом и стационарном режимах на Си и Ag, имеющих значение параметра а равное 0,5 в уравнении Тафеля для реакции восстановления, можно сказать, что по кинетике и механизму электровосстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты они имеют большое сходство.

Кинетика электровосстановления на Бп-электроде

Катионы Бп~4 могут быть катализаторами - переносчиками в электрохимическом процессе образования этилового эфира п-аминобензойной кислоты из этилового эфира п-нитробензойной кислоты. На вольтамперограмме Бп-катода в водном растворе 2,ОМ Н2БС>4 в присутствии этилового эфира п-нитробензойной кислоты появляется ток восстановления с единственным максимумом при потенциале 0,75В (рис. 12).

Особый характер электровосстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты в растворе серной кислоты на Ь)г можно объяснить тем, что оловянный электрод растворяется в серной кислоте и образуются Бп+2 ионы по уравнению реакции:

Бп2 + Н2

Последние также могут участвовать в восстановлении нитрогруппы эфира, путем передачи ей электронов.

Бп2-2е —> Бпи

По-видимому, молекулы нитрогруппы эфира, адсорбируясь на поверхности катода, могут принимать электроны не только от электрода, но и от Бп+~-ионов, образующихся у поверхности электрода. Следует отметить, что скорость электровосстановления в кислой среде на Зя-катодс на два порядка выше, чем на меди и серебре.

Однако, практическая реализация этого процесса с такой скоростью представляется трудной задачей, так как растворимость этилового эфира п-нитробензойной кислоты в водном растворе серной кислоты при комнатной температуре не превышает 0,05 моль/л. Увеличение растворимости было осуществлено путем использования растворителя - ацетонитрила.

Рисунок 12 - Вольтамперограммы Бп - электрода в растворе 2,0МН25О4 (1) и в присутствии 0,05МО2ЫС6Н4(О)ОС2Н; (2)

1.81, иАш 3

1*С

Рисунок 13 - Зависимость скорости электровосстановления 02МС/,И4С(0)0СгН$ от концентрации при значениях потенциала, В: 0,8 (1), 1,0 (2), 1,2 (3), 1,4 (4) Эп-электрода

Зависимость скорости электровосстановления от объемной концентрации эфира в логарифмических координатах при разных значениях катодных потенциалов на Яп-катоде (рис.13) показывает, что скорость электровосстановления зависит от объемной концентрации эфира в дробной степени /=КС.

п порядок реакции Есопзг

1,3 0,8

0,8 1,0

0,4 1,2

0,2 1,4

Дробные значения порядка реакции согласуются с закономерностями адсорбции и электровосстановления органических соединений на электродах с неоднородной поверхностью.

Электродная реакция электровосстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты протекает с участием протонов практически во всех стадиях. Для выяснения влияния протонирования на процесс электровосстановления, нами было изучено влияние активности ионов водорода на скорость реакции в широкой области катодных потенциалов.

С увеличением концентрации доноров протонов скорость всех стадий суммарной электродной реакции в растворах с высокой концентрацией донора протонов увеличивается и вместе с тем различаются скорости отдельных стадий друг от друга, а также области потенциалов их протекания.

В разбавленном растворе серной кислоты (0,1М), когда активность ионов водорода примерно равна ее концентрации, практически судить о кинетическом характере процесса электровосстановления эфира невозможно. В концентрированных растворах (0,2 и 0,4М) на стационарных потенциостатических поляри-

зационных кривых выявляются участки (области потенциалов), по которым можно судить о кинетическом характере отдельных стадий суммарного электродного процесса. В более концентрированных растворах (1,0 и 2,ОМ), когда активность доноров протонов достаточно высокая, характер поляризации практически перестает зависеть от концентрации серной кислоты.

На основании полулогарифмической зависимости плотности тока от потенциала в растворах различных концентраций серной кислоты найдена зависимость скорости электродного процесса от активности ионов водорода. Порядок реакции () т,е,с,...ь =п, мало зависит от потенциала (рис.14).

мМсм2

Рисунок 14 - Зависимость скорости электродного процесса от активности ионов водорода ан+ при потенциалах, В:-0,7(1),-1,1 (2),-1,5 (3)

Рисунок 15 - Стационарные потен-циостатические поляризационные кривые Бп-электрода в растворе СН3СИ+1,0М Н2504 (1) и в присутствии 02Ж(,Н4С(0)0С2Н5 М: 0,05(2): 0,1(3): 0,2(4): 0,4(5)

Стационарные поляризационные кривые оловянного электрода в ацето-нитрильных растворах различных концентраций этилового эфира п-нитробензойной кислоты показаны на рисунке 15.

Как видно из рисунка, с увеличением концентрации 02^СгД4С(0)0С2115 ток электровосстановления возрастает. Максимальная скорость процесса достигает при концентрации 0,2М. Увеличение концентрации до 0,4 А/ практически не сказывается на поляризации по всей области катодных потенциалов.

Анализ поляризационных измерений реакций восстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты указывает на разные механизмы протекания процесса. Это видно из вольтамперограмм на которых число волн колеблется от одного до трех в зависимости от состава раствора, от материала электрода. Для систематизации данных по скорости электровосстановления с указанием числа волн и соответствующих максимальных значений плотности тока представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Потенциалы волны восстановления и максимальные значения плотности тока.

Исследуемый раствор Материал катода Потенциал волны восстановления, Е Максимальная плотность тока, ¡тах(мА/сц2)

I II III I II III

02КС6Н4С (0)0С2Н5+1Ь504 С 0,35 0,45 - 2,9 2,6 -

02ЫС6Н4С (0)0С2Н5 +Н25 04+ С2Н5ОН с 0,4 - - 6,5 - -

СМч'СбШС (0)0С2Н5 +Н28 04+ СНзСЫ с 0,7 - - 20 - -

02КС6П4С (0)0С2Н5+Н2804 Си 0,5 - - 3,6 - -

02>1СбН4С (0)0С2Н5 +Н2804+ С2Н5ОН Си 0,54 0,7 0,8 5,5 6,2 8,0

02МС6Н4С (0)0С2Н5+Н2804 Ах 2,8 2,5 0,43 0,58

02КС6Н4С (0)0С2Н5 +Н2804+ С2Н5ОН 0,57 0,7 0,78 1,1 1,25 1,57

02ЫС6Н4С (0)ОС2Н5+Н28С>4 Бп 0,8 - - 180 - -

Значения тафелевских констант а ив найденные для реакции восстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты на различных катодных материалах и для реакции выделения водорода представлены в таблице 2.

Значения констант а и в меняются в обычных пределах для исследуемой реакции восстановления эфира на всех изученных электродных материалах, лишь коэффициент в на РЬ -катоде превышает 0,12.

Таблица2 - Значения тафелевских констант а ив для реакции восстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты и для реакции выделения водорода_

Исследуемый раствор Материал катода Исслед. реакц а в водород, реакц (лит.) а в

021ЧС6Н4С(0)0С2Н5 +Н28 04+ СНЗСЫ РЬ 0,6 0,16 1,56 0,11

02КС6Н4С(0)0С2Н5 +Н2804+ СНзСН Бп 0,4 0,11 1,24 0,116

021ЧС6Н4С(0)0С2Н5 +Н2804+ СНзСИ А8 0,4 0,08 0,95 0,11

02КС6114С(0)0С2Н5 +Н28 04+ СП,СМ Си 0,37 0,07 0,8 0,11

02КС6Н4С(0)0С2Н5 +Н2804+ СНЗСЫ Р1 0,2 0,02 0,3 0, 14

0^с6н4с(0)0с2н5 +Н2804+ СН,СЫ С 0,5 0,075

Препаративный электросинтез этилового эфира п-аминобензойной кислоты Анодный процесс окисления и-нитротолуола до п-нитробензойной кислоты и катодный процесс восстановления этилового эфира и-нитробензойной кислоты до этилового эфира п-аминобензойной кислоты осуществляют в одном и том же электролизере с использованием одного и того же растворителя - ацетонитрила и одного и того же фонового электролита - водного раствора серной кислоты для обоих исходных веществ. В качестве электродов применяют гладкий /7-й анод и катод из 5п, а в качестве диафрагмы - фторполимер-ную сульфокатионитовую мембрану.

Реализация совмещенного электрохимического способа синтеза этилового эфира п-аминобензойной осуществляется по следующей схеме:

П-НТ (п-нитротолуол) П-НБК (п-нитробензойная кислота) ЭЭ п-НБК (этиловый эфир п-нитробензойной кислоты) ЭЭ п-АБК (этиловый эфир п-аминобензойной кислоты) Образующийся анодном отделении раствор п-нитробензойной кислоты, после отгонки ацетонитрила, промывают четыреххлористым углеродом для экстрагирования, не прореагировавшего /¡-нитротолуола, затем п-нитробензойную кислоту отфильтровывают, промывают водой и сушат при 35-45 С. Выход составляет 92%. Синтезированную я-нитробензойную кислоту используют для получения этилового эфира п-нитробензойной кислоты по методике.

Католит после отгонки ацетонитрила и отделения от серной кислоты промывают водой и сушат при 35-45°С. Для тщательной очистки этиловый эфира п-аминобензойной кислоты перекристаллизовывают из этилового спирта с использованием активированного угля. Выделенный продукт получается в виде белого кристаллического порошка с температурой плавления (91,5°С).

В таблице 3 представлены результаты по электросинтезу п-нитробензойной кислоты и этилового эфира п-аминобензойной кислоты при различных значениях плотности тока, одинаковых как для анода, так и для катода. Максимальный выход продуктов по току п-нитробензойной кислоты наблюдается при 1 =0,1 А/см2.

Таблица 3 - Зависимость выхода этилового эфира п-аминобензойной кислоты (ЭЭ п-АБК) и п- нитробензойной кислоты (п-НБК) от плотности катодного тока при постоянной концентрации__

Плотность Концентрация Выход п-НБК Выход

катодного исходных по току, % ЭЭп-АБК

тока, А/см2 веществ, моль/л по току, %

0,04 0,05 84,0 94,5

0,06 0,05 87,7 96,0

0,08 0,05 90,5 97,0

0,1 0,05 92,0 97,0

0,2 0,05 89,0 95,0

0,3 0,05 79,0 90,5

Уменьшение выхода по току этилового эфира п-аминобензойной кислоты при ¡>0,1А/см2 связано с реакцией восстановления ионов водорода.

Данные по электросинтезу п-нитробензойной кислоты и этилового эфира п-аминобензойной кислоты при различных молярных концентрациях исходных веществ представлены в таблице 4.

В высоком выходе конечного продукта определенную роль играет фтор-полимерная сульфокатионитовая мембрана МФ-4СК. Следует отметить, что, как правило, реакции электросинтеза органических соединений редко имеют хороший выход по току, но в данном случае образование протонов в анолите и их эквивалентный перенос через мембрану вместе с оптимизированным режимом электродных процессов позволяют реализовать достаточно высоко эффективный способ получения конечного продукта.

По-видимому, применение мембраны в процессе электросинтеза обеспечивает высокую протонную проводимость и селективность разделительной диафрагмы. Мембрана, как известно, управляет потоком протонов, которые образуются в анолите, и двигаются через нее в прикатодное пространство, где расходуются на интенсификацию электровосстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты.

Таблица 4 - Зависимость выхода п-нитробензойной кислоты и этилового эфира п-аминобепзошюй кислоты от концентрации при постоянной плотности катодного тока

Концентрация Плотность анод- Выход п-НБК Выход

исходных ве- ного и катодного по току, % ЭЭп-АБК

ществ, моль/л тока, А/см2 по току, %

0,01 0,1 78,0 88,5

0,02 0,1 79,5 88,0

0,05 0,1 92,0 97,0

0,1 0,1 92,0 97,0

0,2 0,1 93,5 96,0

0,4 0,1 93,0 96,0

0,5 0,1 85,0 89,0

Результаты анализа конечных продуктов методом ЯМР-спектроскопии приведены в таблицах 5-6.

Таблица 5 - Значения химических сдвигов протонов п-нитробензойной кислоты

Структура молекулы интенсив, сигнала б, м.д. эксп. 5, м.д. лит.

о он N0, А(Д) 11,23 8,30 8.316

В(д) 11,23 8,21 8,192

Таблица 6 - Значения химических сдвигов протонов этилового эфира п-аминобензойной кислоты

Структура молекулы интенсив, сигнала 5, м.д.эксп. б, м.д. лит.

1В1Н нм> ' 10) -/( } )-1-0—СНг—СИ, ! —у/ (С! <Е1 | 1В1Н Н (А* А(д) 11,23 7,85 7.849

В(т) 11,23 6,56 6.626

С(д) 6,76 4,28 4.305

О(с) 11,23 4,05 4.1

Е(т) 23,19 1,30 1.354

выводы

1. На основе анализа химических и каталитических методов получения анестезина из разных исходных веществ выявлена возможность использования реакций окисления п-нитротолуола и восстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты при электросинтезе этилового эфира п-аминобензойной кислоты (анестезина).

2. Установлено, что «-нитротолуол в кислой и нейтральной средах подвергается электрохимическому окислению, а в щелочной среде выступает только в роли ингибитора кислородной реакции на платине в широкой области анодных потенциалов. Предложен механизм электроокисления «-нитротолуола до и-нитробензойной кислоты через образование промежуточных продуктов - и-нитробензилового спирта и п- нитробензальдегида.

3. Впервые обнаружено, что на медном и серебряном электродах в спиртовом растворе удается наблюдать максимальные значения плотности токов при потенциалах 0,5В, 0,65В и 0,75В, соответствующих последовательным стадиям двухэлектронных реакций восстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты

п.|Г1 +2ё+2нГ ,_+2ё+2Н+ +2ё+2Н

км0-ЯКШОН -^з- яын2

4. Установлено, что суммарный процесс электровосстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты на оловянном катоде в кислой среде протекает с наибольшей скоростью, которая зависит от концентрации эфира и донора протонов в дробной степени при постоянном потенциале.

5. На основании детального исследования кинетики электрохимических реакций окисления и восстановления разработан совмещенный способ электросинтеза этилового эфира п-аминобензойной кислоты с применением ионообменной мембраны в качестве разделительной диафрагмы. Оптимизированы составы растворов католита и анолита и электрический режим процесса, позволяющий получить конечный продукт схорошим выходом по току (92%).

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Хибиев, Х.С. Электрохимический синтез п-нитробензойной кислоты / Х.С. Хибиев, З.М. Идрисова (Магомедова), Ш.Ш. Хидиров // Материалы региональной научно-практической конференции "Химия в технологии и медицине". - Махачкала, 2000. - С. 5.

2. Хидиров, Ш.Ш. Электровосстановление этилового эфира п-нитробензойной кислоты / Ш.Ш. Хидиров, З.М. Идрисова (Магомедова), Р.М. Магамедбеков // Материалы региональной научно-практической конференции "Химия в технологии и медицине". - Махачкала, 2000. - С. 7.

3. Идрисова (Магомедова), З.М. Особенности электроокисления п-нитротолуола до п-нитробензойной кислоты в процессе синтеза анестезина из толуола / З.М. Идрисова (Магомедова), Ш.Ш. Хидиров // Материалы

Всероссийской научно-практической конференции "Химия в технологии и медицине". - Махачкала, 2001. - С. 148-150.

4. Магомедова, З.М. Электровосстановление этилового эфира п-нитробензойной кислоты на угольном электроде / З.М. Магомедова, Ш.Ш. Хидиров // Межвузовский сборник (естественные науки) ДГПУ. - 2004. -Вып. 2. - С. 39.

5. Magomedova, Z.M. Electrochemical reactions during synthesis of benzocaine from toluene / Z.M. Magomedova, Sh. Sh. Khidirov. - XVIIIth National Turkean Congress of Chemistri. - Kars, Turkey, 2004.

6. Магомедова, З.М. Влияние состава раствора и pH среды на электроокисление п-нитротолуола на платиновом электроде / З.М. Магомедова, Х.С. Хи-биев, К.О. Омарова, Ш.Ш. Хидиров // Тез. докладов. Российской научной конференции «Современные аспекты химической пауки». - Махачкала, 2006.-С.70-71.

7. Магомедова, З.М. Электросинтез анестезина из п-нитротолуола / З.М. Магомедова, Ш.Ш. Хидиров // Тезисы докладов Всероссийского совещания по электрохимии органических соединений «ЭХОС-2006». - Новочеркасск, 2006.-С. 109-111.

8. Магомедова, З.М. Способ получения этилового эфира п-аминобензойной кислоты (анестезин) / З.М. Магомедова, Ш.Ш. Хидиров // Патент №2302405 (Россия) от 10.07.2007г. Кл.С1.

9. Магомедова, З.М. Изучение электровосстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты на угольном электроде вольтамперометрическим методом / З.М. Магомедова, Ш.Ш. Хидиров // Вестник ДГУ. - 2006. - С. 89-95.

10. Магомедова, З.М. Некоторые особенности электродных процессов окисления п-нитротолуола на платиновом электроде / З.М. Магомедова, Х.С. Хи-биев, Ш.Ш. Хидиров // Известия ВУЗов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. - 2007. - №3. - С. 47-50.

11. Магомедова, З.М. Изучение влияния материала катода на электровосстановление этил-4-нитробензоата / З.М. Магомедова, К.О. Омарова, Ш.Ш. Хидиров // Межвузовский сборник (естественные науки) ДГПУ. - 2007. -С. 65-66.

12. Магомедова, З.М. Кинетика элекгровосстановления этил-4-нитробензоата на Sn-электроде / З.М. Магомедова, Ш.Ш. Хидиров //Материалы Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии и материаловедения». - Махачкала, 2008. - С. 29-30.

13. Магомедова, З.М. Об использовании электрохимического метода в процессе синтеза анестезина из п-нитротолуола / З.М. Магомедова, Ш.Ш. Хидиров // Химико-фармацевтический журнал. - 2009. - Т.43. - №4. -С. 44-47.

14. Магомедова, З.М. Анодно-катодный способ электросинтеза п-нитробензойной кислоты и этил-4-аминобензоата / З.М. Магомедова, Ш.Ш. Хидиров // Материалы IV международной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы получения новых материалов: исследования, инновации и технологии». - Астрахань, 2010. - С. 156-158.

Магомедова Залмо Магомедовна

ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОМ СИНТЕЗЕ ЭТИЛОВОГО ЭФИРА П-АМИНОБЕНЗОЙНОЙ

КИСЛОТЫ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Бумага тип. № 2. Печать трафаретная. Тираж 100 экз. Заказ № 762

350040 г. Краснодар, ул. Ставропольская, 149, Центр "Универсервис", тел. 21-99-551.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Магомедова, Залмо Магомедовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1.Состояние проблемы электросинтеза органических веществ.

1.2. Каталитические методы получения анестезина.

1.3 .Кинетика и механизм электрохимического окисления толуола и его замещенных.

1.4. Электродные процессы восстановления замещеных нитробензола.

1.5. Влияние материала кяатода и состава раствора на реакции восстановления ароматических нитросоединений.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Основные и вспомогательные приборы, реактивы.

2.2. Методика снятия стационарной поляризационной кривой.

2.3. Потенциодинамический метод (циклическая вольтамперометрия).

2.4. Электролиз при контролируемом потенциале.

2.5. Метод нитритометрии и определение выхода по току.

2.6. Методика, принцип действия и применение ИК-спектроскопии.

2.7. Принцип действия и методика применения газовой хроматографии.

2.8. Методика применения ЯМР спектроскопии.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Анодные реакции с участием «-нитротолуола.

3.1.1. Электрохимическое окисление «-нитротолуола на платиновом электроде в кислой и нейтральной средах.

3.1.2. Электроокисление п-нитротолуола в щелочной среде.

3.1.3.Окисление п-нитротолуола на графитовом аноде.

3.2. Катодные реакции с участием этилового эфира п-нитробензойной кислоты.

3.2.1 Электровосстановление восстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты на угольном электроде.

3.2.2. Восстановление этилового эфира п-нитробензойной кислоты на Си-,

§-, Pt электродах.

3.2.3.Изучение кинетики электровосстановления на Бп-электроде.

3.2.4.Термодинамика реакций окисления п-нитротолуола и восстановления этилового эфира п-нитробензойной кислоты.

3.3. Обоснование метода синтеза синтеза анестезина из и-нитротолуола и из и-ацетотолуидина.

3.4.Разработка электрохимического метода синтеза этилового эфира паминобензойной кислоты (анестезина) из «-нитротолуола.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертация по химии, на тему "Электродные процессы при электрохимическом синтезе этилового эфира П-аминобензойной кислоты"

Актуальность работы.

Электрохимические методы открывают широкие возможности для синтеза различных органических соединений. На катоде осуществляют реакции электрохимической димеризации, гидроциклизации, катодного восстановления нитросоединений, нитрилов, отщепления галогенидов от галогенор-ганических соединений и др. На аноде проводят окисления органических веществ с различными функциональными группами, в частности, осуществляют реакции замещения и присоединения, реакции алкоксилирования, аце-токсилирования [1].

Электрохимические методы синтеза фармацевтических препаратов основаны на некоторых их преимуществах перед традиционными методами органического синтеза: они экологически безопасны и более безотходны, поскольку исключают использование сильных окислителей и восстановителей - обычно агрессивных и токсичных; селективность электродных реакций выше, чем химических и может регулироваться путем поддержания заданного потенциала, плотности тока, введения добавок и модифицирования поверхности электрода; электросинтез позволяет в ряде случаев сократить число стадий процесса, увеличить чистоту и выход конечного продукта.

Известны два классических метода химического синтеза этил-4-нитробензоата (этилового эфира п-аминобензойной кислоты), известного как лекарственный препарат - анестезин: 1-из я-толуидина; 2- из «-нитротолуола [2].

Химический синтез анестезина из «-нитротолуола включает реакции окисления «-нитротолуола до п- нитробензойной кислоты

СООН

О] ка\

N0, получение этилового эфира «-нитробензойной кислоты

СООН

С(0)0С2Н5 С2Н50Н+ [Н2в04]

N0. НгО + [Н2в04] (2)

N0. и восстановление этилового эфира п- нитробензойной кислоты до этилового эфира п-аминобензойной кислоты (анестезина)

С(0)0С2Н

2' '5

С(0)0С2Н5

Н] ка!

Последняя реакция входит и в схему промышленного синтеза. По этой схеме для синтеза анестезина могут быть использованы и другие окислители, восстановители, катализаторы [3-5].

Реакции (1,3) входящие в схему получения анестезина из п-нитротолуола, являются окислительно-восстановительными и могут быть осуществлены электрохимическим путем. В частности, «-нитротолуол на аноде с участием молекул воды может быть окислен по уравнению реакции:

СИ,

СООН 2Н20 бе 6Н

N0,

С(0)0С2Н5

С(0)0С2Н

6Н+ + бе

2' '5 2Н20

N1-1,

Исследование электродных реакций с участием «-нитротолуола и этилового эфира и-нитробензойной кислоты имеет большое практическое значение и также способствует дальнейшему развитию теоретических представлений об электродных процессах в растворах органических соединений, что определяет актуальность работы.

Цель работы состоит в выяснении закономерностей кинетики и механизма реакций окисления «-нитротолуола и восстановления этилового эфира «-нитробензойной кислоты для разработки высокоэффективного электрохимического метода синтеза лекарственного препарата- анестезина.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач:

- изучение кинетики и механизма анодных реакций окисления п-нитротолуола на платиновом и графитовом электродах;

- выяснение механизма катодной реакции электровосстановления этилового эфира «-нитробензойной кислоты на угольном электроде;

- изучение кинетики и механизма катодной реакции электровосстановления этилового эфира «-нитробензойной кислоты на металлах с низким перенапряжением водорода;

- изучение селективности электровосстановления этилового эфира «I нитробензойной кислоты в кислой среде на металлах с высоким перенапряжением водорода;

- проведение препаративных электросинтезов с анализом и идентификацией промежуточных и конечных продуктов реакций окисления «нитротолуола и восстановления этилового эфира «-нитробензойной кислоты.

Научная новизна.

- Впервые показано, что электрохимическое окисление «-нитротолуола до «-нитробензойной кислоты может быть использовано в сложном процессе синтеза анестезина;

- Показано, что «-нитротолуол подвергается электрохимическому окислению только в кислой и нейтральной средах, а в щелочной среде выступает только в качестве ингибитора кислородной реакции;

Установлено, что электроокисление «-нитротолуола до «-нитробензойной кислоты протекает через образование промежуточных продуктов - «-нитробензилового спирта и п-нитробензальдегида с участием по-верхностноактивных ОН* частиц, образующихся по сопряженной кислородной реакции;

- Установлены закономерности окисления «-нитротолуола и восстановления этилового эфира «-нитробензойной кислоты в различных средах. На этой основе показано, что химический способ трехстадийного синтеза анестезина можно упростить электрохимическим методом-путем совмещения стадий получения «-нитробензойной кислоты из «-нитротолуола и анестезина из этилового эфира «-нитробензойной кислоты

Практическая ценность работы.

Полученные результаты могут быть использованы в таких важных областях, как электрокатализ и электросинтез различных органических соединений - биологически активных веществ, лекарственных препаратов и ингибиторов коррозии.

Установленные закономерности для реакции анодного окисления п-нитротолуола представляют практический интерес, так как конечный продукт его окисления «-нитробензойная кислота находит широкое применение в реакциях препаративного органического синтеза.

Разработанный электрохимический способ синтеза анестезина из п-нитротолуола отличается простотой, высокой производительностью, не требует окислителей и восстановителей, а конечный продукт отличается достаточно высокой чистотой. Поэтому он может быть использован и в тонкой химической технологии, т.к. обладает рядом преимуществ и позволяет получить чистый конечный продукт - анестезин, который применяется в области медицины и является основой многих препаратов, обладающих местноане-стезирующим действием.

Предложенный способ синтеза анестезина дает возможность рационально и эффективно использовать продукты нефтехимического синтеза в процессах электровосстановления и электроокисления, что обеспечивает защиту окружающей среды от вредных выбросов.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены: на Всероссийских научно-практических конференциях "Химия в технологии и медицине" (Махачкала, 2000 - 2002), ХУШ-ом Национальном Химическом Конгрессе (Турция, Каре, 2004); XVI Всероссийском совещании по электрохимии органических соединений «ЭХОС - 2006», (Новочеркасск, 2006), годичных научных сессиях профессорско - преподавательского состава ДГУ (Махачкала, 2001-2008), Всероссийских научных конференциях по физико-химическому анализу, ДГПУ, НИИ ОНХ (г. Махачкала 2004, 2007гг.), Всероссийской научной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы современной химии и материаловедения» ДГУ (г. Махачкала 2008г.) IV Международной конференции «Фундаментальные и прикладные проблемы получения новых материалов: исследования, инновации и технологии» (г. Астрахань 2010г.) .

Заключение диссертации по теме "Электрохимия"

выводы

2. Установлено, что «-нитротолуол в кислой и нейтральной средах подвергается электрохимическому окислению, а в щелочной среде выступает только в роли ингибитора кислородной реакции на платине в широкой области анодных потенциалов. Предложен механизм электроокисления «-нитротолуола до «-нитробензойной кислоты через образование промежуточных продуктов - «-нитробензилового спирта и п- нитробензаль-дегида.

РМО-- РИМНОН кын2

Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Магомедова, Залмо Магомедовна, Махачкала

1. Дамаскин В.В., Петрий O.A., Цирлина Г.А. Электрохимия. М.: Химия, КолосС. 2006. С. 276.

2. Беркенгейм A.M. Практикум по синтетическим, лекарственным и душистым веществам и фотореактивам. M-JL: Госхимиздат.1942.С.54

3. Шицина O.A., Куплетская Н.В., Тимофеева В.К. и др. Лабораторные работы по органическому синтезу. Москва. 1979. С. 192.

4. Агрономов А.Е., Шабаров Ю.С. Лабораторные работы в органическом практикуме. Москва. 1974. С.77

5. Абдуллаев М.Г. Получение анестезина гидрированием этилового эфира п-нитробензойной кислоты на палладиевых катализаторах //Хим.-фарм. Журнал. Т.35. вып. 1. С.42-45. 2001.

6. Томилов А.П., Майрановский С.Г., Фиошин М.Я., Смирнов В.А. Электрохимия органических соединений. Л.: Химия. 1968.

7. Штейнберг Л.Я. Новый метод синтеза 4-нитробензамида //Журн. органической химии. 2003.Т.39. №7. С.1033-35.

8. Смирнов Ю.Д., Степанова Н.П., Томилов А.П. Электровосстановление ацетиламинокоричной кислоты //Электрохимия. 1997. Т.ЗЗ. №10. С.1197-1201.

9. Томилов А.П., Турыгин В.В. Современное состояние электрохимии органических соединений //Матер. XVI Всероссийского совещания «ЭХОС-2006» Новочеркасск. 2006г.

10. Казаринов В. Е. Электрохимия и медицина //Рос. хим. журнал//, бывш. Ж. Всес. хим. о-ва. 1993.Т.37. № 1. С.83 90.

11. Ван С.Г., Фан Я.Ж. Новый электрохимический метод определения тринитрофенола. //Электрохимия. 2009.Т.45.№10.С.1281-1286.

12. Майрановский С.Г.,ж Косыченко Л.И. Увеличение протонодонорной активности воды при малых ее содержаниях в диметилформамиде в присутствии солей цинка//Электрохимия. 1977.Т.13.№10.С. 1578-1581.

13. Гиледи Е., Конуэй Б.Е. В кн.: Современные аспекты электрохимии: Пер.с англ. М.: Мир, 1967.

14. Страдынь Я.П. Полярографическое изучение электродных процессов органических соединений, как основа органического электросинтеза. Вольтамперметрия органических и неорганических соединений. М.: Наука. 1985. С.48-66.

15. Электродные процессы в растворах органических соединений. /Под ред. Б.Б. Дамаскина. М.: МГУ, 1985. 312 с.

16. Краткий справочник физико-химических величин. /Под ред. A.A. Равделя и A.M. Пономаревой. Л.: Химия, 1983. 232 с.

17. Фиошин М.Я., Томилов А.П. Некоторые проблемы современной электрохимии органических соединений //Электрохимия. 1983 .Т. 19. №1. С.3-21.

18. Электросинтез. Электродные реакции с участием органических соединений. /Под ред. Томилова А. П. М: Наука, 1990.С.245.

19. Janssen R.W. Processes of organic electrochemical syntesis //Chem. End. News. 1984. №47.Vol. 62.

20. Березина Н.П., Кубайси A.A.-P. Особенности электротранспортных свойств композитных мембран ПАн/МФ-4СК в растворах серной кислоты//Электрохимия. 2006.Т.42. №1. С.91-99.

21. Лоза Н.В., Кононенко H.A., Шкирская С.А., Березина Н.П. Поляризационные характеристики ионообменных мембран МФ-4СК в зависимости от метода их модифицирования // Электрохимия. 2006. Т.42. №8. С. 907-915.2006. Т.42. № 8. С.815-822.

22. Березина Н.П., Кубайси А.А-Р., Стенина И.В., Смолка Р.В., Тимофеев C.B. Протон-электронная проводимость и структура композитных мембран МФ-4СК, модифицированных полианилином или платиной. // Мембраны. 2006. Т.32. №4. С.48-55.

23. Томилов А. П., Шайдулина Г. Ф. Пути повышения эффективности электрохимического синтеза органических веществ //Итоги науки и техн. Сер. Электрохимия ВИНИТИ. 1993. № 39. С.4-52.

24. Хейфец В.И., Пивоненкова Л.П. и др. Способ получения эфиров аминобензойных кислот. Патент РФ. № 296403. 1997.

25. Образцова И.И., Ефимов O.A., Еременко Н.К., Солодов Г.А. Способ получения этилового эфира n-аминобензойной кислоты. Патент РФ. №2203885. 2003.

26. A.C. СССР №609278 Способ получения анестезина восстановлением этилового эфира п-нитробензойной кислоты в водном растворе хлористого аммония. 1989.

27. A.C. СССР №492514, С 07 С 101/62. Получение анестезина с использованием системы железный порошок-хлористый аммоний. 1975г.

28. Абдулаев М.Г. Усовершенствование технологии получения анестезина //Межд. конф. мол. ученых по химии и хим. технологии. РХТУ. Москва. 1998.

29. Морголина К., Насибулин A.A., Клюев М.В. Жидкофазное гидрирование эфиров нитробензойной кислоты на палладиевых катализаторах. М.Ж. Нефтехимия, 1998. Т.38. № 4. С.277-281.

30. Электросинтез и механизмы органических реакций./Под ред. Акад. А. Н. Фрумкина. М.: Наука. 1973. С.290.

31. Вольтамперметрия органических и неорганических соединений. /Под ред. д.х.н. П.К. Агасян и С. И. Жданов. М.: Наука. 1985. С.248.

32. Томилов А. П., Фиошин М. Я., Смирнов В. А. Электрохимический синтез органических веществ. М.: Наука. 1976. С.297.

33. Loyson P., Gouws S., Zeelie В. Anodic oxidation of toluenes: the effect of solution conditions // S. Afr. J. Chem. 1998. V 51.№2. P.66 72.

34. Francesco M., Costamagna P. On the design of Electrochemical Reactors for the Treatment of Polluted Water // Journal of Cleaner Production. 2004. V.12. №.2. P. 159-163.

35. Seungdoo P., John M. V., Raymond J. Gorte Direct oxidation of hydrocarbons in a solid-oxide fuel cell Nature 404. P.265 — 267.

36. Jaromir H., Jiri V. Electrochemical properties of electrode coatings containing highly oxidatively active platinum oxides //Collection of Czechoslovak Chemical Communications. 1992. V.57. №3. P.429-438.

37. Lozar J., Falgayrac G., Savall A. Kinetics of the Electrochemically Assisted Autoxidation of Toluene in Acetic Acid //Ind. Eng. Chem. Re. 2001. V.40. №26. P.6055 -6062.

38. Otsuka, K., Ishizuka, K., Yamanaka, I., Hatano, M. The selective oxidation of toluene to benzaldehyde applying a fuel cell system in the gas phase //Journal of the Electrochemical Society. V. 11. P. 138:

39. Ding Zhou, Zhirong Sun and Wanli Hu A study on wastewater minimization in indirect electrochemical synthesis of benzaldehyde /Water Science and Technology V.34. №10. P.l 13-120.

40. Jow J-J., Chou T-C . Catalytic effects of the silver ion on the indirect electrochemical oxidation of toluene to benzaldehyde using Ce3+/Ce4+ as mediator.//! of Applied Electrochemistry 1988.V.18. № 2. P.298 303

41. Tomat R., Vecchi E. Electrocatalytic production of OH radicals and their oxidative addition to benzene //J. of Applied Electrochemistry 1971. V.l. №3. P. 185-188.

42. Tomat R., Rigo A. Electrochemical oxidation of toluene promoted by OH radicals //J. of Applied Electrochemistry Volume 1984. VI4. №1. P.l 8.

43. Luis F. D'Elia, Reynaldo L. Ortiz Electrochemical Oxidation of Toluene on Glassy Carbon in Organic-Aqueous Acid Solution //J. Electrochem. Soc. 2006.V153. №12. P.187-192.

44. F. Fichter, E. Uhl. //Stocher. Helv. Chim. acta. №3. V35.1920.

45. Усанович М.И., Соломин A.B., Крючкова Е.И. Об электрохимическом окислении толуола //Электрохимия. 1971. Т.7. №6.С.915.

46. Isaev А.В., Aliev Z.M., Alieva D.S. Influence of the dissolved oxygen under pressure to electrochemical oxidation toluene and acetone aquous mixtures // Electrochemistry Communications №9. 2007. P. 1400-1403.

47. Isaev A.B., Alieva D.S., Aliev Z.M. Influence of the Dissolved Oxygen Under Pressure on Electrochemical Destruction Toluene and Acetone in Water Solutions of Electrolyts //210 Meet. Abstr. Electrochem. Soc. 2006. 602. P 1776.

48. Фиошин M. Я., Томилов А.П. /Некоторые проблемы современной электрохимии органических соединений. // Электрохимия. 1983. Т.19 №1.С.З.

49. Bitterlion S., Lodowicks Е., Liu Z. Optimizstion of the iretic anodic oxidation of toluenes in methanol and ethanol. //Electrochim. Acta. 1992. №11.P.1959-1969.

50. Ruth Wolfgang. Electrosynthese. Fuktionalisierung von substituerten Toluenen Zur Darstellung cyclischer Acetale //Wiss. Z . Univ Rostock . Naturwiss. R. 1990. V39. №7. P 75-79.

51. Харлампиди Х.Э., Мустафин Х.В., Чиркунов В.Э. Сераорганические соединения нефти, методы выделения и модификации //В сб.: Интенсификация нефтедобычи, очистка и переработка нефти. Казань: КгТУ 1998. №1. С.76-86.

52. Багоцкий B.C., Васильев Ю.Б. Особенности адсорбции органических веществ. Успехи электрохимии органических соединений, М.: «Наука». 1966.

53. Крючкова Е.И., Соломин А. В., Усанович М.И. Об электрохимическом окислении этилбензола. // Электрохимия. 1972.Т.8. №1.С.116.

54. Фиошин М.Я. Электрохимический синтез органических соединений. Итоги науки. Серия «Электрохимия»; М.1969.

55. Электрохимия органических соединений. //Под ред. Байзера М. М.: Мир, 1988. С.706 .

56. Процайло Т.А., Матвиишин JI.A., Беген Н.П. Электровосстановление нитробензола на изоструктурных интерметаллидных катода. Львов. 1992. Деп. в НИИТЭХИМ г.Черкассы № 339. 1992.

57. М. Chun-an, Z. Wen-kui, Н. Hnang , G. Yong-ping, L. Mei-chao, M. Xin-tao, C. Li-Tao. Lingxi huagong // Fine Chem. 2000.

58. Li Baoshan, Niu Yushu, Zhai Yuchun, Quan Mingxiu, Hu Zhuangqi. Shiyou huagong gaodeng xuexiao xuebao,// J. Perochem Univ. 2000.V 13. № 2, P.l-5.

59. Gard J-C., Lessard J., Mugnier Y. An efficient electrochemical method for the synthesis of nitrosobenzene from nitrobenzene //Electrochim. Acta. 1993. V38. № 5. P.677-680.

60. F. Zhan- Rong, M. Chun-an, Z. Wen-kui, H. Hnang, L. Mei-chao. Lingxi huagong.// Fine Chem. 2000. V17. P.17-19.

61. Zuman Petr. Electroreduction of aromatic nitro compounds case for comparison of information obtainted by polarography and voltammetry // Collect. Chem. Commun.1993. V 58. № 1. P. 41-46

62. Авруцкая И. А. Электросинтез мономеров. M.: Наука. 1980. С. 129-135

63. Anantharan P., Subramanian G., Udupa Н. // Bull. Acad. Pol. sci. Ser. sci. chim. 1970. V.18. №10. P.629.

64. Свен Ш.П. Каталитические, фотохимические и электрохимические реакции. Пер. с англ. / Под ред. Варшавского Я.М. М.: Изд-во иностр. лит. 1960.

65. Chidombaram S., Pathy М., Udupa Н. II Bull. Acad. Pol. sci., Ser. sci. chim. 1972. V.20. №1. P.39.

66. Anantharan P.N., Udupa V.K. /Л Trans, of the SAEST. 1979. V.14. № 4.P.193.

67. Смирнов Ю. Д., Федорова JI. А., Томилов А. П. Усовершенствование электрохимического синтеза п-хлоранилина // Электрохимия. 1997. ТЗЗ. №10. С.1257-1259.

68. Лейбзон В. Н., Чурилина,А. П., Леонова М. Ю., Михальченко,Л. В., Шахнес А. X. Региоселективность частичного химического и электрохимического восстановления 2,4,6-тринитротолуола. /Электрохимия. 2000. Т36.№2. С.190.

69. Михальченко Л.В., Леонова М.Ю., Самойленко И.С., Гультяй В.П. Частичное электрохимическое восстановление ряда 1-Х-2,4-динитробензолов. Тез.докл. XVI Всеросс. Совещания «ЭХОС-2006». Новочеркасск 2006г.

70. Михальченко Л.В., Леонова М.Ю, Романова Ю.В., Уграк Б.И., Гультяй В.П. Электрохимическое восстановление 1 -этил-4-нитро-Зцианпиразола Тез.докл. XVI Всеросс. совещания «ЭХОС-2006». Новочеркасск 2006г.

71. Запорожец Э. В., Авруцкая И.А., Бабиевский К. К., Беликов В. М., Фиошин М.Я. Электрохимическое восстановление метилового эфира а -нитро-у? (3-индолил)- акриловой кислоты //Электрохимия. Т.8. №8. С.1243-1245.

72. Запорожец Э. В., Авруцкая И.А., Фиошин М.Я., Бабиевский К. К., Беликов В. М., Электросинтез DL-триптофана //Электрохимия 1972.Т.8. №12.С. 1809-1812.

73. С. Г. Майрановский, Каталитические и кинетические волны в полярографии. «Наука» -М. 1966. -248с.

74. Бабиевский К. К., Беликов В. М., Тихонова Н. А., Влияние рН раствора на выход триптофана // Изв. АН СССР. Сер. хим. С.2755. 1969.

75. Авруцкая И.А., Бабиевский К. К., Беликов В. М., Запорожец Я. В., Филатова И. Ж., Фиошин M. JI. Об электрохимическом восстановлении метилового эфира а-нитрокоричной кислот //Электрохимия. 1973.Т.9. С. 1652.

76. Новиков В. Т., Авруцкая И.А., Фиошин М.Я., Беликов В.М., Бабиевский К.К. Электровосстановление метилового эфираа-нитро- р-оксимасляной кислоты. //Электрохимия 1975. Т.П. №5. С. 1061.

77. Авруцкая И. А., Бабиевский К.К., Беликов В. М., Запорожец Э.В., Новиков В.Т., Фиошин М. Я. Получение DL фенилаланина електровосстановлением метилового эфира а-нитрокоричной кислоты //Электрохимия. 1975. Т.П. №3.

78. Лейбзон В.Н., Беликов В.М. Об особенностях электрохимического восстановления ароматических нитроспиртов //Электрохимия 1969.Т.5.С.704-706.

79. M. Rignon, J-C Cattone, F.Denisard, J. Malafosse Procédé fe fabrication d amino-alcools par reduction electrochimique de nitro alcohols. Patent Française 2.577242-A1. 1985.

80. W. Schalk, Р. Wirth, С. Dannesberg, V. Shmied-Kowwarzic Verfahren zur Herstellung von Etamhbutol. Patent FRG. Frankfiirt. 2201159.1971.

81. Конарев А.А. Электросинтез 2-аминобутанола-1 Материалы всеросс. конф «Электрохимия и экология» Новочеркасск 2008 С. 19

82. Тер-Минасян JI.E. Электролитическое восстановление ортонитроанилина. Журнал физической химии. 1953.Т. 27. №2.

83. Montoya-Vega F., Zurita-Garcia Ма. D., Flores-Valverde Е., Holguin-Quinones S. Reducción electroquímica de nitroolefinas aromaticas Acta тех ciensy technol.1991. V 9. №33-36. C.59-64.

84. Запорожец Э. В., Авруцкая И.А., Фиошин М.Я., Беликов В.М., Бабиевский К.К. Влияние материала электрода на электровосстановление индолилнитроакрилата // Электрохимия

85. Конарев А.А. Препаративное электровосстановление 3-нитродифениламина // Материалы всеросс. конф «Электрохимия и экология». Новочеркасск 2008 С.40

86. Dennis S., Powell A., Astle М. // J. Amer. Chem. Soc. 1949. V.71. P.1494.

87. Person M. //Bull. Soc. Chem. France. 1966.

88. Tal lee A. Pascal Р. // C. r. Acad, sci. 1966. 263. 722

89. Фиошин M Я., Авруцкая И. А., Царькова Т. Г., Быстрикова Э. Ф. Авторское свидетельство СССР, № 311903. 1971. Бюл. изобр. №25

90. Agarwail Н., Bhargawa М. Polarografic Reduction of Nitrobenzene end p-Nitrophenilacetic Acid // Indian J. Chem. 1971. T.9. №12. P.1379.

91. GuulaP. //Koloriszt. ert. 1968. V 10. 182-190.

92. Скорнякова Т.Н. Электрохимический синтез аминобензол-м-сульфокислоты. Дисс. канд. хим. наук. М. 1967

93. Хомутов Н.Е., Скорнякова Т.Н. Изучение кинетики катодных реакций в синтезе метаниловой кислоты // Ж. физ. химии. 1965. Т.39. №9 С.1030.

94. Конарев А.А., Катунин В.Х., Помогаева JI.C, Авруцкая И.А., Фиошин М.Я. Влияние материала электрода на электровосстановление 1-нитро3,6,8-трисульфокислоты нафталина //Электрохимия. 1984.Т.20. №2. стр. 204-207

95. Конарев A.A. Электрохимический синтез ароматических и гетероциклических аминов в аммиачно-буферной среде. Материалы Всеросс. конф «Электрохимия и экология». Новочеркасск 2008.

96. Изгарышев Н. А, Фиошин М.Я. О роли состояния поверхности катода в процессах электровосстановления ароматических нитросоединений //Ж. орган, химии. 1954. Т.24. № 4. С.766-775

97. Томилов А. П. О роли материала катода в процессах электрохимического синтеза органических веществ //Ж. орган, химии 1993. Т.29. № 4. С.657-665.

98. Morlira А.Н., Benedetti A.V.,Cabot P.L., Sumodjo Р.Т., Electrochemical behaviour of copper electrodein concentrated sulfuric acid Solutions // Electrochim. Acta. 1993. V38. №7. P.981-987

99. Кривенко А.Г. Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции «Электрохимия и экология» Новочеркасск 2008 С. 18

100. Корниенко B.JI. Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции «Электрохимия и экология» Новочеркасск 2008 С. 19

101. Ю4.Колягин Г.А., Корниенко В.Л. //ЖПХ. 2008. Т. 81. № 3. С. 437

102. Электрохимическое определение феруловой кислоты в лекарствах традиционной китайской медицины КСИАО ИАО на электроде, модифицированном углеродными нанотрубками // Электрохимия. 2009.Т.45.№2. С.180-184.

103. Юб.Ткаченко Л.И., Ефимов О.Н. и др. Новые композиты полиацетилен-углеродные нанотрубки. Электрохимические свойства. //Электрохимия. 2009.Т.45.№З.С.315-322.

104. Чен Ж., Ян Г., Чен М., Ли В. Чувствительный метод определения 4-нитрофенола с помощью электрода, модифицированного композитной пленкой многостенные углеродные нанотрубки/ионная жидкость/хитозан // Электрохимия 2009. Т.45.№11.С. 1388-1393.

105. Хейфец Л.Я., Безуглый В.Д., Дмитриевская Л.И. Влияние силы органических кислот на полярографическое восстановление антрахинона в метаноле и диметилформамиде // Журнал общей химии. 1971. Т.41. №4. С.742.

106. Майрановский С.Г., Беликов В.М., Корчемная И.Б., Новиков С.С. К механизму восстановления нитросоединений на ртутном капельном электроде. Изд. АН СССР. ОХН. 1962. №3. С.523-525.

107. Ш.Лисицын Ю. А., Григорьева Л.В. Электрохимическое аминирование. Водно-органические разбавленные растворы серной кислоты. // Электрохимия. 2009 Т.45№2 С141-147.

108. Лисицын Ю. А., Бочкарева С. А., Каргин Ю. М. О природе электролита в процессе аминирования. Электрохимия органических соединений: ЭХОС-2002: Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции,: Изд-во АГТУ. 2002. С. 63.

109. Каргин Ю.М., Манапова Л.З., Воронцова Л.Н. Свободная энергия активации реакции восстановления ароматических нитросоединений в апро-тонных средах. Электрохимия органических соединений: ЭХОС-2002:

110. Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции, Астрахань, 3-7 сент.2002.

111. Шарма JI.K., Кумар С., Сингх С., Сингх Р.К.П. Электрохимический синтез 5-замещенных-2-амино-1,3,4-оксадиазолов на платиновом электроде. // Электрохимия. 2010.Т.46.№1.С.37-42

112. Лялин Б.В., Петросян В.А., Уграк Б.И. Электросинтез 4-бромзамещенных пиразола и его производных. // Электрохимия. 2010.Т.46. №2. С.131-147

113. Левин А.И., Помосов A.B., Лабораторный практикум по теоретической электрохимии. М.: Металлургия, 1979г. С312

114. Методы измерения в электрохимии. / Под. редакцией Ю.А. Чизмаджева. Б.Б. Дамаскина, М:, Мир. 1977. С.585.

115. Дамаскин Б.Б., Петрий O.A., Подловченко Б.И. и др. Практикум по электрохимии / Под ред. Дамаскина Б.Б. М.: Высшая школа 1991 С.288.

116. Дамаскин Б.Б. Принципы современных методов изучения электрохимических реакций. М.: издательство МГУ.1965г. С. 104.

117. Государственная фармокопея-Х. 1968г.

118. Томилов А.П., Смирнов В.А., Каган Е.Ш. Электрохимические синтезы органических препаратов. Изд-во Ростовского Университета. 1981.С.4-5

119. Паперно Т.Я., и др. Физико-химические методы исследования в органической и биологической химии. М. «Просвещение». 1977. С. 174

120. Айвазов Б.В. Практическое руководство по хроматографии.М.: Издательство «Высшая школа». 1968.124. http://riodb01 .ibase.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/directframetop.cgi

121. Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ, ИК, ЯМР и масс-спектроскопии в органической химии. М.: Изд-во Моск. ун-та. 1979. С.240

122. Иванов В.Г., Гева О.Н., Гаверова Ю.Г. Практикум по органической химии. Издательство «Академия» 2000.

123. Магомедова З.М., Хибиев Х.С., Хидиров Ш.Ш. Некоторые особенности электродных процессов окисления п-нитротолуола на платиновом электроде. // Известия Вузов Сев. Кавк. региона. Ростов-на Дону. 2007г. №3 С.47-50.

124. Фиошин М.Я., Бабиевский К.К., Изгарышев H.A. Электросинтез метилантранилата //ДАН СССР. 1955г. Т.104 №5. С.744-745.

125. Хидиров Ш.Ш. Вольтамперометрическое исследование электродных процессов в ацетатных растворах на платиновом электроде. //Электрохимия. 1992г. Т. 28. №2. С.158-164.

126. Титце Л., Айхер Т. Препаративная органическая химия. М.: Мир. 1999г. С.674.

127. Лукомский Ю.Я., Гамбург Ю.Д. Физико-химические основы электрохимии. Издательский дом «Интеллект». 2008г с.424.

128. Фрумкин А.Н., Багоцкий B.C., Иофа З.А., Кабанов Б.Н. Кинетика электродных процессов. Изд. МГУ 1952г.С.211

129. Артеменко А.И., Тикунова И.В., Ануфриев Е.К. Практикум по органической химии.-М.: Высшая школа, 1991.

130. Беккер X., Домшке Г. и др. Органикум.- М.: Мир, 1986.

131. Васильева Н.В., Смолина Т.А. и др. Органический синтез.-М.: Просвещение. 1986.

132. Практикум по органической химии. Синтез и идентификация органических соединений./Под.ред. О.Ф.Гинзбурга.-М.: Высшая школа.

133. МШшедова З.М. Хидиров Ш.Ш. Патент №2302405 РФ. 2007г.

134. Аграномов А.Ш., Шабаров Ю.С. Лабораторные работы в органическом практикуме. М.: Изд. «Химия». 1974.

135. Справочник провизора-аналитика. Киев. Изд. «Здоровье». 1989г.

136. Беллами Л. Новые данные по ИК-спектрам сложных молекул. Под ред. к.х.н. ПентинаЮ.А. М.: Изд. Иностранной лит. 1971. С.590.