Статья опубликована в №96 (август) 2021
Разделы: Химия
Размещена 09.08.2021. Последняя правка: 11.08.2021.
Просмотров - 537

ПОЛУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩИХ ИОНИТОВ НА ОСНОВЕ ДИГЛИЦИДИЛТИОМОЧЕВИНЫ С ОРТОФОСФОРНОЙ КИСЛОТОЙ

Эшкурбонов Фуркат Бозорович

доктор химических наука, доцент

Термезский филиал Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова

Декан факультета энергетики и транспортных систем

Бакиров Жума Ашурович, преподаватель, Термезский филиал Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова

УДК: 541.64.678

Введение. Создание ионообменных полимеров с заданной структурой и свойствами является одной из важнейших и актуальных задач химии высокомолекулярных соединений. Расширение области применения комплексообразующих ионитов в современных сорбционных технологиях стимулирует неослабевающий интерес к вопросам синтеза и механизма их образования [1].

Развитие и совершенствование пищевой, фармацевтической, гидрометаллургической, авиационной, космической и других отраслей промышленности в мире требует использования новых высокоэффективных комплексообразующих материалов, обладающих высокими физико-химическими, сорбционными и транспортными характеристиками [2].

Используемые комплексообразующие сорбенты должны обладать структурой, позволяющей сорбировать только определённые ионы. Селективность таких сорбентов можно регулировать, контролируя процессы получения этих материалов [3].

Поэтому в ведущих научных центрах уделяется особое внимание изучению физико-химических аспектов получения и свойств ионообменных материалов, комплексообразующие ионообменных материалов и ионообменных мембран. Полученные сорбенты используются в экологии, гидрометаллургии и др. например,  извлечения тяжёлых металлов из сточных вод, благородных металлов из рафинирующих растворов [4].

В настоящее время по проблемам синтеза и изучению свойств комплексообразующих эпоксидных соединений,  их применение в процессе сорбции ионов металла, разработки технологии их получения проводятся научно исследовательские работы в приоритетных направлениях [5].

Из литературных данных следует, что азот- и фосфорсодержащие соединения представляют интерес для использования их в качестве сырья для производства комплексообразующих ионитов [6-7].

В последнее время одним из перспективных направлений получения сорбционных материалов является применение полифункциональных реакционноспособных олигомеров. Использование их в качестве исходного продукта позволяет проводить реакции в мягких условиях, дает возможность изучить кинетику и механизм промежуточных процессов, регулировать состав и свойства полиэлектролитов [8].

Учитывая высокую стоимость импортных завозимых комплексообразующих ионитов, было решено произвести синтез соответствующих фосфор-, серу- и азотсодержащих соединений на основе тиомочевины, эпихлоргидрина с ортофосфорной кислотой [9].

Полученные диглицидилтиомочевины, которые содержат в своем составе функциональную группировку –NH₂, могут быть использованы для получения соответствующих солей амидов различного строения.

Предложенная схема синтеза позволяет конструировать функционально-замещенные фосфор- азот содержащие соединения, с предполагаемым комплексом полезных свойств комплексообразующих ионитов, путем фрагментирования молекулы по основным функциональным группам (азот и фосфорсодержащих) и длинноцепочным гетероцепным радикалом при донорных атомах [10].

Актуальность. Использование комплексообразующих ионообменных смол позволяет осуществить более полное извлечение металлов из сложных по составу руд. Иониты особенно эффективны и перспективны в процессах извлечения и очистки благородных (золота и серебра), цветных (медь, никель, цинк и свинец) и редких металлов (ванадий, молибден и кобальт) которые содержатся в производственных и сточных водах гидрометаллургических комбинатов. Несмотря на многочисленные исследования, посвященных ионообменному методу извлечения и разделения металлов, решение этой проблемы продолжает оставаться актуальной и первостепенной задачей для гидрометаллургической промышленности [1-4].

Цели. Нами была проведена реакция взаимодействия диглицидилтиомочевины и ортофосфорной кислоты. Синтез азот-, серу- и фосфорсодержащих комплексообразующих ионитов проводили в круглодонной трехгорловой колбе, снабженной механической мешалкой, баней с терморегулятором и капельной воронкой при температуре 100-110 °С в течение 2-4 часов. При соотношении 1 моль диглицидилтиомочевины на 1,1 моль ортофосфорной кислоты. Выходы веществ составляли 89,3-86,3% от теоретического.

На скорость достижения предела реакции влияет температура. Для повышения выхода, побочные продукты синтеза из реакционной смеси удаляют вакуумной отгонкой.

Состав, условия проведения реакции, физико-химические характеристики, данные элементного анализа приведены в таблице 1.

Результаты. Полученные соединения характеризуются данными элементного анализа, а также и УФ- и ИК-спектроскопией. В полученных ИК-спектрах этих соединений имеются интенсивные полосы валентных колебаний Р=О группы при 1220-1230 см^-1, средней интенсивности полоса поглощения Р-Н группы в области 2370-2390 см^-1. Смещение полосы поглощения Р=О группы в сторону меньших частот свидетельствует о наличии в молекулах Р-О группы, т.е. о солевой структуре получаемых соединений. Амидные структуры характеризуются наличием в ИК спектрах полос первичных и вторичных амидов и тиоамидов соответственно при 1390, 1525, 1600 и 3450, 3250 см^-1, появление полосы в области 1620, 1650 и инфлексии 1670 см^-1 свидетельствует о наличии связанной группы C=S и С=О.

 

Заключение. Таким образом, нами получен ряд функционально-замещенных соединений фосфорной кислоты, которые использовались для получения азот-, серу- и фосфорсодержащих комплексообразующих ионитов.

1. Эшкурбонов Ф.Б. Получение ионитов на основе реакции взаимодействия тиомочевины, эпихлоргидрина и различных аминов// Узб.хим.журн. – 2013. №5. – С. 27-30.
2. Эшкурбонов Ф.Б., ДжалиловА.Т. Изучение кинетики сорбции молибдена комплексообразующим анионитом // XXVII- международной научно-практической конференции «Инновации в науке». 2 декабрь 2013 г. С.27.
3. Eshkurbonov F.B., Rakhmonkulov J.E., Ulugov B.D. Research of morphology and optical properties of complex-forming the ionit and their complex compounds of certain metals // EurAsian Journal of BioSciences. – 2020. №2. Т.14. P. 6045-6050.
4. Эшкурбонов Ф.Б. Изучение физико-химических свойств синтезированного комплексо-образующего анионита // Узб.хим.журн. – 2013. №1. – С. 10-12.
5. Иззатиллаев Н.А., Ширинов Ш.Д., Джалилов А.Д., ЭшкурбоновФ.Б., Исследование скорости сорбции ванадия анионитами на основе тиомочевины и эпихлоргидрина // «Наука вчера, сегодня, завтра»: сб. статей по материалам VII Международной научно-практ конф. – 2013. С.19.
6. Эшкурбонов Ф.Б., Джалилов А.Т., Тураев Х.Х., Амонова Н.Д., Абдурахмонова Н.Х. Исследование сорбции некоторых металлов на синтезированных комплексообразующих ионитах // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. -2018. № 5(47). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/5834.
7. Эшкурбонов Ф.Б., Джалилов А.Т. Исследование сорбционных свойств полученного ионита на основе гидролизованного полиакрилонитрила // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2014. № 3 (4) . URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/1068.
8. Eshkurbonov F.B., Rakhmonkulov J.E. Sorption of rare metal ions by ionite based on diglycidylthiourea and various amines // European Journal of Molecular & Clinical Medicine – 2020. №11. Т.7. P. 384-396.
9. Джалилов А.Т., Эшкурбонов Ф.Б., Бекназаров Х.С. Сорбция ионов меди и других металлов полученными анионитами// Журнал Пластические массы. -2017. -№9-10. –С. 20-24.
10. Эшкурбонов Ф.Б., Джалилов А.Т. Исследование процесса сорбции ионов молибдена синтезированным комплексообразующим ионитом // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2018. № 7 (49) . URL: : http://7universum.com/ru/nature/archive/item/6117

Рецензии:

9.08.2021, 19:21 Ашрапов Улугбек Товфикович
Рецензия:  В библиографическом списке автор дает ссылку на источник №6 (Эшкурбонов Ф.Б., Джалилов А.Т., Тураев Х.Х., Амонова Н.Д., Абдурахмонова Н.Х. Исследование сорбции некоторых металлов на синтезированных комплексообразующих ионитах // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. -2018. № 5(47). URL: http://7universum.com/ru/ nature/archive/item/5834) - такой страницы не существует в электронном журнале. Автор дает ссылку на работу №5 (Иззатиллаев Н.А., Ширинов Ш.Д., Джалилов А.Д., ЭшкурбоновФ.Б., Исследование скорости сорбции ванадия анионитами на основе тиомочевины и эпихлоргидрина // «Наука вчера, сегодня, завтра»: сб. статей по материалам VII Международной научно-практ конф. – 2013. С.19.), где указаны только авторы Иззатиллаев Н.А., Ширинов Ш.Д.

10.08.2021, 8:04 Голубев Владимир Константинович
Рецензия: В работе проведено изучение реакции взаимодействия диглицидилтиомочевины и ортофосфорной кислоты. Получено соотношение реагентов, приводящее к оптимальному выходу, вплоть до 89.3%, необходимого ионообменного соединения. Свойства соединения детально изучены с использованием методов инфракрасной спектроскопии, термогравиметрии и элементного анализа. Результаты выполненных химических расчетов достаточно хорошо согласуются с экспериментальными результатами, полученными в результате проведенного элементного анализа. Понятно изложены практическая значимость и актуальность работы, обоснован используемый для достижения поставленной задачи научный подход. По мнению рецензента, материалы работы могут быть рекомендованы к опубликованию в журнале Sci-article.



Комментарии пользователей:

10.08.2021, 17:51 Голубев Владимир Константинович Отзыв: В ссылке 6 сделана опечатка – пропуск между слэшем и словом nature. Я первоначально заходил со страницы журнала Universum и все было в порядке.

Оставить комментарий