Получение краун-эфиров из продуктов нефтехмии и их использование в биотехнологии и фармакологии тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.13 ВАК РФ

РГ6 од

п i государственны я комитет российской федерации по вксше.уу образований •уфимский нефтяной институт

На правах рукописи

ХАФИЗОВА РОЗА ШНИЗИЕБНА

ПОЛУЧЕНИЕ КРАУН-8ЙИР0В ИЗ ПРОДУКТОВ НЕФТЕХИМИИ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В БИОТЕХНОЛОГИИ И ФАРМАКОЛОГИИ

02.00.13 - Нефтехимия

АВТОРЕФЕРАТ . диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

уза 1993

Работа выполнена в научно-исследовательском центре Стерлитамакского нефтехимического завода.

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

С.С.Злотский

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Р.Н.Хлесткин

кандидат химических наук, с.н.с. И.Н.Сираева

Ведущее предприятие: институт нефтехимии и катализа АН РБ

Защита состоится "26" ноября 1993г. в 15 вас на заседании Специализированного совета К 063.09.01. при Уфимском нефтяном институте: 450062, г.Уфа, ул.Космонавтов, I.

С диссертацией можно ознакомиться в техархиве Уфимского нефтяного института.

Автореферат разослан 1993г.

Ученый секретарь Специалкз'/рованного совета / ' !!. А.Самойлов

- 3 -

. .общая характеристжа работы. .

. Актуальность пшбле ы.Не'йгехимическая промышленность. обеспечивает углеводородным сырьем многие ..органические производства, её продукты используются в синтезе веществ различных химических.классов,.в .частности, макроциклических комплексонов и,в первую очередь, краун-эфиры. Промшленность в настоящее время выпускает в заметных масштабах кислотно-катализируемой пиклоолигомеризацией этиленоксцда простейшие краун-эферы: 12-краун-4, 15-краун-5, 18-краун-6 и их дибензо- и ди-циклогексанопроизвогзые. Последние постоянно находятся в центре внимания химиков, биохимиков, микробиологов и других специалистов, разрабатывающих новые эффективные системы ионного транспорта и средств подавления жизнедеятельности микроорганизмов. Эта проблема является рпределяшей в по искр веществ с фармакологической активностью в медицинской практике, как метод химической обработки белковой массы.в технологии получения кормовых добавок а других отраслях хозяйства, так или иначе связанных с использованием биоцидов.

Известно также, что введение алкильных групп в ароматическое ядро и краун-цикл, повышает липофильность, подвижность молекул в органической среде, что является определявшим в оценке эффективности биологической активности соединений. Учитывая масштабы использования таких продуктов нефтехимии как высшие олефины в органическом синтезе и благодаря реализованным в промышленности способом их получения каталитической олигомернзацией этилена, становится возможным применение этого доступного и дешевого сырья в качестве алкилирующих агентов краун-соединений.

Диссертационная работа выполнена по планам важнейших НИР Уфимского нефтяного института "Разработка лабораторных методов получения новых реактивов" (№ ГР 01.83,003991) и в соответствии с планом научно-исследовательских и опытных работ "Внедрение технологического процесса получения кор;.:а, обогащенного белком", утвержденным Стерлита-

макским_нефтехимическим заводом и ШО "Союзкаучук" 15.03.88 г.

Цель работы. Исследование и получение биологически активные соединений на основе краун-эфиров из доступных нефтехимических продуктов; .... ... ■

В. задачи, .исследования входило: .. I) .проведение обширного биотестирования краун-эфиров и их производных; . . ... ......

2) получение биологически активных соединений и определение условий протекания, реакции;

3) -оценка эффективности применения полученных соединений в качестве биоцидов в. лабораторной технологии биосинтеза белка;

4) оптимизация процессов методом математического моделирования.

Нду^ндр новизда работы. В результате биотастирования большой группы краун-эфиров' выявлена высокая биоцидная активность н-апкилкраун- 1 афаров (алкид - С^-Сзд) на основе 18-краун-б; определены .оптималх лне условия проведения одностадийного алкилирования 18-краун-6 о£.-олефи-нами.в присутствии перекиси трэт-бутила; показана зависимость биологической активности ох устойчивости комплексов краун-эфиров в системе, моделирующей биомембрану; установлено, что введение л-алкилкраун-афиров'в концентрации 0,005-0,01$ (масс;) на стадии выделения белка полностью прекращает процессы биосинтеза.

практическая дащость«-

I. Получены соединения, обладающие высокой биологической активно--стью# из доступного и дешевого, нефтехимического .сырья,

.2. Разработана лабораторная технология получения белковой добавки с использованием да стадии выделения конечного продукта децил-18-кра-ун-6, которая внедрена на дилотных установках Стерлитамакского нефтехимического завода, на продукт представлено медзаключение.

3.' Экономический эффект от внедрения результатов исследований составляет 27 тыс. рублей на I т продукта (по ценам 1992 года).

4. Построена математическая модель ингибирования процесса получения белковой добавки в присутствии н-алкилкраун-эфиров, что представляет практическую ценность при регуляции процессов биосинтеза в промышленных условиях.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 4 печатных работах.

Объем и структура работу. Диссертация содержит введение, четыре главы, включающих литературный обзор, обсуядение полученных результатов, описание экспериментов, потенциальное практическое использование, данные о внедрении; медико-токсикологическое заключение, а также выводы, список использованной литературы п приложения.

Материал дисрертапчи излояен на 123 страницах машинописного текста, содержит 8 рисунков, 16 таблиц, библиографический список и 206 названий.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ РАБ01Н.

В введении определен объект исследования и сформулирована цель работы.

В первой главе сделан обзор литературы по химическим ингибиторам биосинтеза белка, по методам синтеза крауп-эфнров п их производных из доступного нефтехимического сырья.

Во второй главе обсуждаются результаты проведенных исследований по гемолитическому алкилированиэ 18-краун-6 о£ -олефяяамл в присутствии различных инициаторов, решаются задачи по их выбору, по определен ним температурного режима и мольного соотношения реагентов. Приводятся результаты биотестирования полученных соединений, их константы устойчивости в системе, моделирующей биомембрану, а такко кинетика ил-гибированного биосинтеза балка и её математическое описание,

В третьей главе представлены сведения о методах проведения экспериментов и анализов.

В четЕвртой главе обсуждаются вопросы потенциальною использования полученных соединений в различных отраслях хозяйства.

- 6 -

СИНТЕЗ ЗАМЕЩЕННЫХ ГТАУН-ЭФИРОВ. Для получения алкшшроизводных широко используетоя отработанная на практике реакция гоыолитического присоединения субстратов .со слабыми СН-овязяма под двойной связью С=С олефанов. Выбранный метод позволил {шкалировать 18-краун-6 терминальными олефияами ряда С^-С^г

(снЛнД о'

Н-СН«СН» + (щ)»

(СЩ°ХоЦ

, инициатор ч0 (снЛ ~-К-СН,-СН,-СН .

а .0 л •11

^ч^ иусн,)?

где К =СбНп(П),С6Н13(Ш),С7Н1б(1У),С8Н17(У),С9Н19(Л),010Н21(УП)

Выход алк*лкраун-эфиров ооотавил 70-90$ на олафин, если исходный 18-краун-6 бралоя в 15-25-кратном избытке (табл.1). Это позволило избежать, процессов тело- и полимеризации, что существенно упроотило ви-деление аддукта 1:1.

Таблица I.

Влияние условий на алкилирование краун-эфара октеном (краун-эфир в концентрации I моль/л,раотворитель о-дихлорбензол)

Молярное соотношение краун-8$ир:олефин1 инициатор • Температура, °0 Продолжительность, ч Выход алкил- краун-эфира, -%

5:1: 0,10 130 5 28

10 : I : 0,20 120 ' 8 46

15 1 I : 0,25 140 3,5 59

20 ; I I 0,20 140 3,5 65

25 : I : 0,25 140 3,5 70

30 ; I : 0,25 140 3,5 63

Температура, тип и количество инициатора также существенно влияли на хоч реакции (рисДЬ

го • -----—-V.

50 ■ . / \

■ ■ ' • Т 1

60/1 60/1 100/1 120/1 МО/1 мал*рнае соотношения краун -зфир: инициатор

Рис.1. Влияние молярного соотношения краун-о$ир:инициатор .на выход децил-18-краун-6. Условия: Т=135°С, краун-эЗяр: олефан «20:1

Ациллероксиды и перэфиры оказалшь менее эффективными из-за олоа-ности удаления продуктов их распада. При использовании гидропероксида результаты существенно зависели от наличия в сиотеме ионов металлов, а поскольку 18-краун-6 - прекрасный комплексооб"«зоватвль, то требовалась глубокая очистка промышленного продукта, что неприемлимо для практики. В итоге мы остановились на дитретбутилпероксиде, лишенном упомянутых выше недостатков (табл.2)1

Таблица 2.

Влияние типа инициатора на алкилировапие краун-эфира октвном (краун-эфир:олефин:инициатор - 20:1:0,2)

Инициатор Температура, Продолжи- Выход алкил-

тельность, краун-эфира, _ч_%

Перекись бензоила 115 6,0 .24

Третбутилпербензоат 125 4,0 32

Порптетсь тротбутма 140 3,5 65

"пчролорр-.ась кумола НО 8,0. 34

ТратОутанол, ацетон, образующиеся при распаде инициатора, легко удаляются из реакционной смеси. Приемлимые скорости инициирования достигались при Щ130-150)°С и продолжительность реакции составля-и 3-5 часов. Лучше результаты были получены при постепенном введении в расплав 18-краун-б смеси олефпна с пероксидом. С увеличением молекулярной массы алкена выход продуктов несколько снижается» что в целом характерно для процвосов радикального присоединения (табл.3). Стереохимия макроццклических «¿-окоиалкилышх радикалов, генерируемых краун-эфорама, мало изучена. По аналогии с тетрагидро-фуранилышми и тетрагидропиоанильныш радикалами можно предположить, что трахкоординированный атом углерода находится в яр^гибридизован-ном состоянии, а неспаренный электрон расположен на ра-орбитали. Вероятно, реальная конфщурация радикалов значительно отличается от плоской структуры, поэтому стерическиа факторы, роль которых возрао-< тает о увеличением молекулярной массы алкена, могут играть большую роль. Так, снижение выхода с 92$ (гептен-1) до 70? (додецен-1) вполне может быть вызвано этой причиной.

Полифункциональные и циклические олефины реагируют о краун-эфа-рами в этих условиях значительно хуже. Получением оказался аллило-вый.спирт, присоединение к которому привело с лриемлимым выходом (40-60£) к 3-гидроксипропил-18-краун-6. Этот спирт представляет собой значительный интерес как полупродукт в синтезе широкой гаммы производных, содеркащих алкилкраун-грушзу. Однако, очевидно ввиду прочной внутримолекулярной водородной связи, заметной биологической активность» не обладает (табл.6).

Полученные соединения очищали методом колоночной хроматографии на А^Од (элюент - гексан, +45? изоаропанол). Стороение синтезированных алкшшроизводных было установлено методами ПК- и 1ЫР-спектро-скопией (табл.4). В ИК-спектрах сохраняются типичные поглощения ге-тероцикла (700-1500)см-* и появляются полосы, характерные для углеводородной цепи нормального строения (2850-2920)см-1 (рис.2). В

Физико-химические свойства продуктов алкюшрования 18-краун-б

Соединение Выход, Агрегатное Найдено,# Брутто Вычислено,;?

% на состояние ..........формула -

олефин С Н • С Н

п 92 масл. 63,10 10,32 С19Н38°6 62,97 10,48

жид-сть

ш 90 63,91 10,50 С20Н40°6 63,81 10,62

1У 85 64,80 10,76 С21Н42°6 64,60 10,75

У 83 65,42 10,80 °22Н44°6 . 65,33 10,87

71 78 66,10 10,86 С23Н46°6 66,01 10,99

■ш 70 66,68 11,06 °24Н48°6 66,65 11,09

ш - п 56,02 9,46 С15Н30°7 55,92 9,31

. . - то -

спектрах ПМР триплет концевой метальной грушш (0,65-1,0)м.д. и широкий мулътидлет метиденовой цепочки (1,05-1,44)м.д.. сочетаются о сигналами С^-групп, смежных о атомом кислорода (3,3-3,7)м.д. Соотношение интегральных интеноивностей протонов указывало на наличие монозамещенных краун-афиров (рис.3).

Таблица 4.

т •

ИК, ЧМШР спектры алкилкраун-эфаров (П-УП).

ИК спектры, Т, см %-ЯМР спектры, <Г, м.д. (0Дд)2С0

11 ШС(С-О-С); 2860-2920(СН2); 3,3-3,7(23Н,м,СН2-0), 1,05-1,4( Ш.м.СНз-ОНз), 0,67-0,95(ЗН,т, 7«=61^,СНз);

ш Ш5(С-0-С); 2850-2920(СН2); 3,3-3,7(23Н,м,СК2-0), 1,05-1,42(14Н,м,СН2-СН2), 0,67-0,95(ЗН,т,7 «бГц.СНд);

П ШО(С-О-С); 2853-291б(СН2)} 3,3-3,7(23Н,м,СН2-0), 1,05-1,44абН,м,СН2-СН2), 0,68-0.9,5(ЗН,т, ^=6Гц,СН3);

У 1105(С-0-С); 2855-2915(СН2)| 3,3-3,7(23Н,м,СН2-0), 1,0-1,44(18Н,м,СН2-СН2), 0,68-0,95(ЗН,т, }=6Гц,СН3);

У1 Ш5(С-0-С); 2855-2920(СН2){ 3,3-3,7(23Н,м,СН2--0), 1,0-1,43(20Н,м,СК2-СН2), 0,67-0,95(ЗН,т, 7=6Гц,СН3);

УП ШО(С-О-С); 2850-2915(СН2) 3,3-3,7(23Н,м,СН2-0), 1,05-1,44(22Н,м,СК2-СН2), 0,68-0,95(ЗН,т,1 =6Гц,СН3)

. 3500 3000 2500 2000 1500 /ООО 500

Ù,CM"

Рио.2.; Ш-спектр децнл-18-ирауи-6

Рпс.з. Ш.1Р спектр доцил-Ю-крауи-С

ШОЛОПНЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ' СИНТЕЗИРОВАННЫХ' :. АЛКМКРАУН-ЭФИРОВ.

Ввиду того, что крзун-эфары обладают ионофорным аффектом по отношению к биологическим системам, синтезированные соединения были проверены на -биологическую активность. Для исследований были эыбраны типичные представители различных таксономических групп микроорганизмов: грамположительные я грамотрицательные бактерии, дрожжаподобные грибки.

Результаты определений минимальной подавляющей концентрации (МПК), которая полностью статирует клетця при культивировании в стандартных средах, приведены в таблице 5.

Высокую активность по отношению к грибкам и грамположительным бактериям проявляют краун-эфиры с алкильными заместителями (П-УП), МПК которых сравнима с действием наиболее эффективных антибиотиков.

Следует отметить, что биоцидная активность возрастает в ряду* ге-птил-18-краун-6, октил-18-краун-6, нонил-18-краун-6, децил-18-краун-6. Увеличение длины алкильного заместителя до С^ (УП) приводит к потере биоцидной активности; Замещенные бензокраун-эфиры (ХХ-ХП) в эксперименте не проявляли активности. Алкильные производные 15-краун-5 также не проявились в роли биоцидов.

Интересно отметить, что грамотрицательные культуры проявляли полную невосприимчивость ко всем тестируемым соединениям.

Так, как краун-эфиры являются макроциклическими комплексонами, в среды с культурой вводился избыток ионов калия или натрия в виде 1-10$ растворов их солей. Данные по влиянию ионов щелочных металлов на выход биомассы приведены в таблице 6. Добавка в питательную среду ионов калия и натрия снижает токсическое дейотвие полиэфира, что выражается в увеличении выхода биомассы с 33$ до 62% в сравнении с контролем. Причем, соль калия в этом отношении оказалась эффективнее. Стоит заметить, что внутри приведенного диапазона концентраций солей (1-10$), выход биомассы практически мало различался для каждой соли.

Таблица б. Биологическая активность краун-эфиров.

№ соединения

Формула соединения

ШК, мкг/мл

О.псот! В.эиЫ;111е Ч.С011

Ц0 о

>250 >250 . >250

II

^ °у(сн,)(сн>

7,3 6,8 >250

Ш

.6,1 5,0 >250

1У

°у(си,иснш

5,9 3,0 >250

гЛГ4»

(СН;)9 СНз

Со ?!

5,5 2,9 >250

I

У

Продолжение табл. Е.

У1

УП

f °j(CH*hoCH> 20 18 >260

J

£ 0y(CHij„CHi 20 18 >250

УШ 0y(CHzji СИгОН >250 >250 >250

I—0^1

ы c^o oonh2 >25° >25° >25°

ХП

^o о

Г Г I) >250 > 250 >250

4 O'V

XL 0 Oy^COCW» >250 >250 >250

y-O^

о 0Y>NHCOCH, i250 > 250 >250

Влияние ионного состава среды на противогрибковое действие децил-18-краун-6 в концентрации 3 мкг/мя.

Содержание,£ Выход биомассы.

КС1 //аС1 % к контролю

_ _ 33

10 53

5 57

I 62

10 44

5 49

• - I 42

Развивая методику определений биологически3 активности краун-эфиров в присутствии тест-организмов, были проверены соединения 1-ХП при избытке в питательной среде ионов лития (табл*7). Присутствие в среде ионов лития в концентрации 0,05М токсично для грибков, выход белка составляет всего 2% от контроля. Как и ожидалось, соединения П-У - наиболее эффективные биоциды (см. табл. 5) и индифферентные к иону лития, усилили токсическое действие этих ионов и выход биомассы практически равен нулю. Снижали ингибирувдий эффект ионов лития соединения Х-ХП. Учитывая селективность комплексообразования полиэфиров, можно сказать, что избирательность в связывании ионов лития отмечена доя производного 12у&раун-4 (соединение X), где выход биомаосы соста- , вил 27%. Производные 15-краун-5 (XI,ХП) также снижали ингнбирование системы литием.

Противогрибковая активность краун-эфиров (50 мкг/мд) в условиях повышенного содержания ионов лития в ореде

(0.090

Соединение . - Выход биомассы,

% к контролю

I -

П

Ш -

1У , -

У г

У1 -

УП -

УШ -

IX 3

X 27

XI 8

хп Э

КОНСТАВДЫ УСТОЙЧИВОСТИ КОМПЛЕКСОВ АЛКИЛКРАУН-ЭФИРОВ • В СИСТЕМЕ, ШД01ИРУВДЕЙ БШМШБРАНУ.

Учитывая высокую биологическую активность алкилкраун-эфиров, связанную вероятнее всего о уникальной комплексообразующей способностью и липофильностью, -у синтезированных соединений била определена константа устойчивости комплексов в 2-х фазной системе, близкой к модальной мембрана: хлороформ - вода.

Образование комплекса обнаруживается при добавлении пикриновой

«

кислот к водному раствору щелочи и последующим встряхивании его с ¡:яотвором краун-эфира в органическом растворителе: органический слой ь,.«-.обретает желтую окраску, обусловленную образованием комплекса не-

- - 17-

яду пикрат-анионом и системой полиэфир - катион.

Между.водным раствором, содержащим щелочной катион (М*), пакрат-анион (А~), и органической фазой, содержащей циклический полиэфир (Ь ), устанавливается равновесие:

^вод. + А~вод. + 1 орг. 5=2: М*А орг. <*>

Константа устойчивости комплекса определяется уравнением (2):

' к- »чорг. . (2)

• М вод. I" Л вод. Ыорг. где М ад. -Мобщ. - М орг. Мвод. -Мобщ. - М орг. Й орг. Общ. - [А1 орг.

Полученные значения констант устойчивости комплексов алкилкраун-эфиров приведены в таблице 8.

Таблица 8.

Равновесные константы экстракции пикрата в хлороформ ( [КОН]-0,045М, [пикриновая кислот^!-0.0005М, 1^22*0,5°С, К в 1Г2).

Соединение 16 К

18-краун-6 5,20

гептил-18-краун-б 4,97

децил-18-краун-6 4,95

додецил-18-краун-6 4,84

гвдроксипропил-18-краун-6 4,73

Аорг ко

а |

ю

С 0,8 §

А Ао

Рис.

44 и 2.0 2.8

Соотношение полиэфир. ;:пинрт

4 . Зависимость окотршсшш никрата колия от мольного соотношения .полцэ^ир:пикрат ( {АЛ - О.ООБМ, Щ|М),,045М. Т=22±0,5С) и 4 I- 18~краун-6; 2- гептнл-18-краун-6;

3- децил-Ю-краун-6; 4- додецил-18-краун-6.

г//1

5

|

2 * 6 в /о Гчас

Рис.5... Зависимость накопления биомассы культурой С.

ЗсоШ^

в присутствич децил-18-краун-б от времени. I- (С]=1 мкг/мл, 2 -[С]=3 шсг/мл, 3 -контроль.

Интенсивность экстракции пикрата в хлороформ приведена т рис.4, где наибольшая активнсоть отмечена для незамещенного краун-цикла. Увеличение цепи алкила приводит к монотонному уменьшению константы ус-. тойчивости комплексов, что согласуется с объяснениями стерических ограничений связывания катиона краун-афиром. Уменьшение константы устойчивости комплексов приводит к улучшению катионтранспортннх селйств и, соответственно, биологической активности'(табл.5).

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ИНГИБИРОВАНИЯ АЛКИПКЕАУН-ЗДИРАМИ БИОСИСТШ.

На рисунке 5 приведены кинетические кривые роста биомассы а условиях ннгибирования при различных начальных концентрациях децил-18-краун-6. Экспериментальные данное были обработаны по дифференциальному уравнению Моно, ранее предложенному для аяало. дчных биохимических процессов. Ввиду практической невозможности определений концентраций краун-эфиров. в водных фазах многокомпонентных биологических оистом их начальные концентрации учитывались в виде константы в уравнении:

h a-JíiAS . . л Ks+S

где ju - максимальная удельная скорость роста, ч~*;

5 - концентрация глюкозы, %;

Кк - начальная концентрация ингибитора;

Ks - константа насыщения;

X - концентрация биомассы, г/л;

Г - время, ч.

Данные эксперимента удовлетворительно описываются уравнением (I) и его использование позволило найти численные значения Kj a jtí (табл.9).

Экспоненциальный рост популяции описыЕает уравнение:

jíS г

х'х,е'*-х. (2)

Примечание*4. Поскольку уравнение (I) носат характер аяпроксимацаон-

foñ зависимости, отрицательная константа мала по модулю близка к нулю) и её влияние существенно меньше,чем влияние положительной константы.

Условие отсутотвая роста биомассы:

у(5)-0 (4)

выполняется при 5 =0, но практическое отсутствие роота означает, что

(5)

величина погрешности измерений. Преобразование условия (5) о учетом (3) дает следующее уравнение:

№<>(/•&) ¿С, К<&(1<&) . (6)

' %>'..... Таблица 9....

Значения К5 и у« , рассчитанные для алкилкраун-эфиров.

Соединение Ка *

II -0,00298 0,0412

1У -0,00389 0,0333

____У -0,00471 0,0269

У1 -0,00124 0,0619

Условие (6) является состоянием биосистемы при полном ингибирова^ ниц. На основании.этого уравнения были определены критические концентрации алкилкраун-эфиров (МПК), которые составила "Ля соединений П-УП (мкг/мл):.9,3-9,4; 7,8-7,9; 4,9-5,0;. 4,3-4,5; 10,2-10,3; 17,0-17,5*

Практическая проверка рсачатных данных показала, что при обеспечении предлагаемых дозировок ингибиторов в питательной среде не происходит, накопления биомассы», дос введение в отационарноД фазе роста вызывает устойчивую консервацию'биомассы (рис. 6), тогда как предварительной ингибировдние краун-соединенияш активной фазы роста удлиняет время достижения системой равновесного состояния (рис.7).

...Последующий высев обработанных ингибиторами клеток.на твердые среди в течение 2-х месяцев не. дал очагов роста. Мояно заключить, что

ирвллокекная. ..математическая, модель позволяет прогнозировать ввод при*

е-чтнмих концентраций алкилкраун-э<Тироь в качестве метода химической обработки белковой маосы в промышленных процессах получения кормовнх добавок.

<4

п

й 'А

и ол

й

§ 46

44

i*

■ Ч у » . Л 16 20 21 2» 30 Хч

Рис.7 . Зависимость уровня накопления биомассы культурой С.5С0»Н от времени.

Условие: ввод в точках а- и вдецил-18-краун-в ([С] =9,8-КГ6?,!; [с] =9,8-10-%). Примечание. ■ Стрелками указаны точки ввода ингибитора; -- контроль.

2

а и о

«л &

«Я

',4

1.0

06

0,2

I \

I

у

V

_■_ ■ *_I_I_I_1Ч -5 12 И 20 24 28 32 1,4

Рис. 0. Зависимость уровня накопления биомассы культурой

С. ¿соИлс от времени. , .

Условие: ввод на стадии выделения биомассы

децил-18-краун-6 ( [с]=9,8-10~5).

Примечание. Стрелкой указлна точка ввода ингибитора; ---- контроль.

«г 22 -

ОБЛАСТЬ ОТШЕКЕНИЯ ПРОДУКТОВ .ЛКИЛИРОВАНЖ18-КРАУН-6.; -Получение функциональнозамещенных макроцикличео'ких соединений, а

шлоняо алкилированных краун-эфиров из доступного нефтехимического сырья, позволяет значительно модифицировать свойства втих веществ (экстракционные, каталитические, способность к комплекоообразованию и др.), тем самым определяя их практическую ценность.

Показано, что олкилкрау"-э$нры по своей активности в отношении дрож-»оп, грамполоЕИтельных бактерий превосходят некоторые известные антибиотические препараты, т.е. являются новым перспективным классом ма-Ифошкличаских антибиотиков с широким спектром действия.

Проблемой в биотехнологии является обработка белковой массы на ста-■ ли и выделения. Химическая обработка биомассы ке находит широкого при-¡-.иьвтп иг иду отсутствия высокоэффективных и доступных реагентов, в то не время. практическое освоение таких соединений привело бы к значительному упрощению технологических процессов получения кормовых добавок.

Технология получения белковой кромовой добавки с использованием на стадии выделения децил-18-краун-6 апробирована на опытно-промышленной, установке Стерлитамакского нефтехимического завода, на продукт получе-. но шдзаключение. Как видно из результатов испытаний, белковый продукт, обработанный ингибитором в концентрации 0,005-0,01$? (масс.), сохраня-от свою питательную ценность в течение месяда и не подвержен заметно»^ воздействию посторонней микрофлоры.

Таблица 10

. Результаты испытаний белкового продукта, обработанного децил-18-краун-6.

№ Наименование' пп показателей

Массовая доля вещества, % ( в пересчете на абсолютно сухое вещество)

Норма

1. Сырой протеин

2. Белок по Барнштейду

3. Зола

•1. Общая бактериальная обсемйнекность, тыс. к^егок1 в I г дроаяей

54 45 6

40

не менее 54

не менее 44

не более 12

•не более 150

ВЫВОДЫ

1. Реакцией гомолитического алкилирования 18-краун-б с^-оле-финами получены соединения, обладающие высокой блоцидной

активностью.

2. Приведены результаты биотестирования н-алкилкраун-эфиров, показана зависимость биологической активности от устойчивости комплексов краун-эфиров в система, моделирующей биомембрану.

3. На основе изучения кинетики биосинтеза белка построена математическая модель, удовлетворительно описывающая процесс и позволяющая прогнозировать ввод приемлемых концентраций' ингибиторов на стадии выделения конечного продукта в"промышленных процессах получения кормового белка. Установлено,' что введение н-алкилкраун-эфиров (алкал - в концентрации 0,005-0,01% (масс.), полностью ингибирует систему.

4. Разработана лабораторная технология получения белковой кор-, мовой добавки' с использованием на стадии выделения конечного продукта децил-18-к»заун-6, которая внедрена на пилотных установках СНХЗ.

5. Исследованы области потенциального применения полученных соединений. Показана приемлимость полученных результатов для дальнейших фармакологических исследований п-алкил-краун-эаиров.

Основное содержание дассертацл изложено в следующих публикациях:

1. Хафизова P.M., Орловский В.В., Пантух Б.И. и др. Противогрибковые свойства алкилкраун-эфиров на основе 18-краун-6// Журя, приклад. химии. -1991,-Н. -С. 220-223.

2. Хофизова P.M. Получение н-алкилкраун-афиров из продуктов нефтехимия// Вклад молодежи Башкирии в решение комплексных проблем иефтк и газа: ТбЗ. докл. ХХШУ науч.-техн. конф. студ., аспирантов и молодых ученых Башкирии.-Уфа, 1993.-С.43.

3. Хафизова P.M. Биологическая активность н-алкилкраун-эфиров//

В («ад ..олодежи Башкирии в решение комплексных проблем нефти и газа: Тез. докл. ХХШУ науч.-техн. конф. студ., аспирантов и молодых ученых Башкирии.-Уфа, 1993.-С.43.

4. Хафизова P.M., Мишина С.А., Злотский С.О., Рахманкулов Д.Л. Кинетика ингибированной дэцил-18-краун-б ферментации грибков Candida// Кури, приклад. химии.-1993.-)£2.-С.477-478.

5. А. заявка №5009037/05 СССР, МКИ6 С08 С2/04. Способ удаления остатков катализатора/ Р.М.Хафизова, Б.И.Пантух, С.С.Злотский (СССР).-Приоритвт от 12,11.91.

6. Хафизова P.M. Лабораторный регламент по получению белкового продукта, обработанного ингибитором на стадий выделения/ Стерлита-мак. нефтехим. а-д,- Стерлитамак, IS92.-c.34.

Соискатель Р.М.ХАФИЗОВА.

Подписало к печати f9.iO.9i. ормат бумаги 60x84 1/16. Бумага писчая. Печать офсотная. Иеч. лиотов ^о . Тирад УОО экз. Заказ .

Уфшюкий нефтяной институт 1'отапринт Уфимского нефтяного института

Адрес института и полиграфпредариятия: 450062, Уфа, Космонавтов, I