Том 24, № 2 (2024)
Химия
Тионирование 4-((4-оксо-4H-хромен-3-ил) метилен)-2-фенилоксазол-5(4H)-она с применением реагента LAWESSON’S
Аннотация
Анализ периодической печати показал, что сведений о поведении гибридных ге тероциклических систем, содержащих несколько фармакофорных фрагментов, на основе оксазол-5(4H)-онов и хромен-4(4H)-онов в реакции c тионирующими реагентами в различных условиях не имеется. Впервые изучено взаимодействие 4-((4-оксо-4H-хромен-3-ил)метилен)-2-фенилоксазол-5(4H)-она с реагентом Лавессона (LR) (2,4-бис-[п-метоксифенил]-1,3-дитиафосфетан-2,4- дисульфид) в условиях термической активации реакционной смеси и при использовании реактора закрытого типа в среде неполярных растворителей. Реагент Лавессона использован в качестве мягкого тионирующего агента.
Обсуждена схема проведенного взаимодействия. Первоначально предполагается диссоциация молекулы реагента Лавессона (LR) на частицы илидного строения, далее происходит взаимодействие с карбонильной группой хромен-4-онового фрагмента исходного субстрата, в результате образуется спироциклический интермедиат, при последующем разложении которого образуется конечный продукт. Установлено, что использование реактора закрытого типа позволяет сокращать время протекания превращения, добиваться повышения выхода целевого продукта по сравнению с обычным типом активации реакционной смеси. Показано, что в выбранных условиях превращение протекает с сохранением оксазол-5(4Н)-онового кольца. Состав и строение полученного соединения установлены на основании комплексных данных элементного анализа, ИК-, ЯМР-спектроскопии.
Ключевые слова: оксазол-5(4H)-оны, хромен-4(4H)-оны, тиопроизводные хроменилоксазолона, физико-химические методы, реактор герметичных сосудов, гибридные структуры, спектроскопия, реагент Lawesson’s (LR)
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):
Синтез производных класса 2-алкил-5-фенил-4,5,6,7- тетрагидро-[1,2,4]триазоло[1,5-a]пиримидин-7-ола
Аннотация
Проблема кислотной коррозии стали имеет большое значение, особенно в контексте нефтедобывающей промышленности, где широко используется процедура кислотной обработки скважин и околоскважинных пространств. В данной исследовательской статье освещается синтез и изучение ранее не изученных производных класса 2-алкил-5-фенил-4,5,6,7-тетрагидро-[1,2,4] триазоло[1,5-a]пиримидин-7-олов – органических соединений, представляющих потенциально высокую эффективность в качестве ингибиторов кислотной коррозии стали. Метод синтеза предложенных соединений включает в себя конденсацию 3-алкил-5-амино1H-1,2,4-триазолов с коричным альдегидом. Структура синтезированных соединений была подтверждена с применением методов ЯМР 1 H и LCMS. Выявлено, что разработанные условия синтеза обеспечивают получение целевых тетрагидротриазолопиримидинолов с алкильными заместителями, содержащими до трех атомов углерода включительно. При увеличении же длины алкильных заместителей наблюдается интенсификация побочных процессов, что делает выделение целевых соединений затруднительным. Полученные результаты исследования представляют важность для разработки эффективных органических ингибиторов кислотной коррозии стали нового класса. Эти данные могут служить основой для последующих исследований в данной области, способствуя развитию новых методов предотвращения коррозии и повышению устойчивости материалов, используемых в нефтяной промышленности. Таким образом, представленное исследование не только описывает новый препаративный подход к получению ингибиторов коррозии класса тетрагидротриазолопиримидинолов, но также в перспективе имеет практическое значение в области промышленных технологий и материаловедения.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):129-134
129-134
Неразрушающий контроль нестероидных противовоспалительных средств методом ИК-спектроскопии в ближней области
Аннотация
Показано использование ИК-спектроскопии в ближней области для контроля качества нестероидных противовоспалительных средств (НПВС) в блистерной упаковке. Исследованы НПВС с действующими веществами ибупрофен, диклофенак, напроксен, эторикоксиб, ацетилсалициловая кислота и мелоксикам. ИК-спектры регистрировали ИК-фурье-спектрометром Frontier с приставкой NIRA, применяемой для сбора спектров диффузного отражения твердыхтел. Обработку и визуализацию результатов исследования проводили с использованием хемометрических алгоритмов – метода главных компонент (PCA), иерархического кластерного анализа (HCA) и частичной регрессии метода наименьших квадратов (PLS). Показано, что с помощью данных алгоритмов можно провести идентификацию препаратов по их производителю и определить концентрацию действующих веществ. В методе PCA точки, соответствующие образцам анализируемых таблеток, находятся в отдельных квадрантах в зависимости от их производителя. Применение иерархического кластерного анализа (HCA) позволило не только дифференцировать анализируемые таблетки по производителю, но и определить в них содержание действующих веществ. Построены градуировочные модели «измерено–предсказано», значения среднеквадратичного остатка калибровки (RMSEC) которых не превышали 6,28 мг. Относительные расхождения полученных в ходе анализа значений от приписанных соответствуют допустимым отклонениям, установленным приказом Министерства здравоохранения РФ от 26 октября 2015 г. № 751н. Продолжительность анализа составила 7–10 мин.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):135-143
135-143
Описание и исследование химического взаимодействия в системе Li+,Na+||F- ,Cl- ,Вг
Аннотация
Применение расплавов в различных областях промышленности и научных исследованиях основано на изучении свойств расплавов и химических процессов, протекающих в них. В современной технике и технологии значительное количество процессов связано с применением смесей галогенидов лития, натрия в качестве смесей, аккумулирующих тепло, в качестве электролитов для среднетемпературных химических источников тока. Интерес к исследованию с участием таких систем непрерывно возрастает. Рассчитаны тепловые эффекты реакций обмена и энергии Гиббса в тройных взаимных системах четырехкомпонентной взаимной системы Li+ ,Na+ ||F- ,Cl- ,Вг- , а также для смеси, отвечающей центральной точке линии конверсии. Линия конверсии получается в результате пересечения нестабильного и стабильного треугольников. В соответствии с данными расчетов показано, что линии конверсии в остове составов пересекаются в точке конверсии К3 с максимальным тепловым эффектом реакции, равным сумме тепловых эффектов реакций (а также энергий Гиббса) для смесей, отвечающих точкам конверсии К1 и К2. Для подтверждения стабильности треугольника LiF-NaCl-NaBr, связывающего стабильный тетраэдр LiF-NaCl-NaBr-NaF и стабильный пентатоп LiF-LiCl-LiBr-NaCl-NaBr, изучено взаимодействие исходной смеси порошков 50 мол.% NaF+25 мол.% LiCl+25 мол.% LiBr методом термогравиметрии. Проведено отнесение температур фазовых переходов на кривой нагревания смеси. При нагревании со скоростью 20 К/мин экзотермический эффект начинается с 463 °С и завершается при 504 °С. Для стабильного треугольника показана схема кристаллизации расплава состава центральной точки линии конверсии. Стабильные кристаллизующиеся фазы подтверждены рентгенофазовым анализом.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):144-152
144-152
Прививочная полимеризация акриловых мономеров на полиэтиленовую поверхность (обзор)
Аннотация
Осуществлён поиск и обзор англоязычной научной литературы, посвящённой прививочной сополимеризации акриловых мономеров на полимерную твердофазную поверхность. Рассматривалась прививка на пластины и плёнки полиэтилена высокого и низкого давления. Из мономеров применялись акриловая и метакриловая кислоты, глицидилакрилат и глицидилметакрилат и др., а основным методом служила фотополимеризация под УФ-лучами с инициатором – бензофеноном и т.п. Затронутызадачи прививочной полимеризации в плане модификации поверхности полимерных материалов, указываются возможные сферы их применения.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):153-162
153-162
Биология
Оценка накопления полимерных субмикронных микрокапсул в клеточном и межклеточном пространствах 3D сфероидов
Аннотация
Многоклеточные сфероиды представляют собой трехмерные in vitro модели органов и тканей. Многоклеточные сфероиды приобрели большой интерес в области биотехнологий, так как они являются воспроизводимыми и имитирующими реальные органы и ткани тест-системами для новых форм лекарственных средств, позволяя минимизировать использование животных моделей in vivo. Для описания накопления субмикронных полимерных микрокапсул в клеточных сфероидах использовали метод проточной цитометрии, позволивший выявить основные аспекты взаимодействия носителей лекарств и клеток внутри сфероида. Сфероиды были получены с помощью клеток рака молочной железы мыши 4T1 и здоровых клеток фибробластов мыши L929. Расположение микрокапсул с диаметром 300, 500, 1000 нм с биосовместимыми оболочками в клеточных сфероидах было оценено в их межклеточном и внутриклеточном пространствах.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):163-171
163-171
О распространении Allium caeruleum и A. regelianum (Alliaceae Borkh.) на территории Саратовской области
Аннотация
О распространении Allium caeruleum Pall. и A. regelianum A. K. Becker в литературных источниках приводятся противоречивые сведения. На основании данных докторской диссертации А. О. Тарасова, результатов экспедиционных исследований и собственных гербарных сборов установлено, что Allium caeruleumраспространён на территории Озинского (по меньшей мере, в окрестностях с. Непрякина) и Александрово-Гайского (по меньшей мере, в окрестностях с. Камышки) районов Саратовской области. Присутствие A. regelianum на территории Саратовской области маловероятно. Опубликованный ключ для определения видов рода Allium (Буланый и др., 2023) некорректен, поскольку не учитывает наличие луковичек (бульбочек) в соцветии A. caeruleum. Предложено внести изменения в ключ для определения луков, учитывая наличие луковичек (бульбочек) в соцветии A. caeruleum.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):172-176
172-176
Комбинационная способность новых дигаплодных линий кукурузы в условиях Правобережья Саратовской области
Аннотация
Дигаплоидные линии, или линии, полученные на основе удвоенных гаплоидов, являются ценным материалом для создания высокогетерозисных гибридов кукурузы. Наиболее эффективным методом оценки исходного материала при подборе родительских пар для получения гибридов является диаллельный анализ. Представлены результаты анализа показателей 6 линий кукурузы гаплоидного происхождения и 30 гибридов кукурузы диаллельной схемы. Изучена комбинационная способность линий по длине стебля, высоте заложения початка, длине метелки. Выявлены эффекты ОКС и дисперсии СКС, а также компоненты генетической дисперсии по вышеуказанным характеристикам. Выделены линии с высокими показателями ОКС и СКС. Варьирование показателей комбинационной способности в годы исследования указывает на то, что степень силы проявления эффектов ОКС и дисперсии СКС морфометрических параметров у определенных линий некоторым образом изменяется под воздействием условий выращивания. Анализ компонентов генетической дисперсии показал, что в зависимости от условий выращивания на формирование длины стебля оказывали влияние от 1 до 3, высоты заложения початка – от 1 до 3, длины метелки – от 1 до 2 генов или групп генов. Выявлена закономерность: в более благоприятных условиях 2021 и 2023 гг. по длине стебля и длине метелки увеличивается количество генов, контролирующих проявление признаков. Установлено существенное влияние компонентов доминирования (Н1 , Н2 ). Доминирование по длине стебля, высоте заложения початка и длине метелки направлено в сторону родительских форм с большей выраженностью признака.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):177-183
177-183
Формирование монослоев Ленгмюра из нативных фосфолипидов бактерий различных систематических групп
Аннотация
Фосфолипиды являются важнейшими структурными элементами клеточной стенки бактерий, участвуют в адаптации микроорганизмов к среде обитания и могут выступать в качестве биомаркеров на изменение окружающей среды и одним из компонентов экологического или природоохранного мониторинга. Нативные фосфолипиды используются для формирования моделей клеточных мембран, биофизические свойства которых можно исследовать методом Ленгмюра – Блоджетт. Целью настоящей работы являлось выделение и характеристика фосфолипидов клеточных мембран бактерий Staphylococcus aureus 209-P и Bacillus cereus 8035 и формирование на их основе монослоев Ленгмюра. В составе экстракта фосфолипидов S. aureus 209-P и B. cereus 8035 обнаружены жирные кислоты: гексадекановая, транс-9-октадеценовая, октадекановая, тетрадекановая, 13-метилтетрадекановая, 14-метилпентадекановая, 15-метилгексадекановая, цис-9-октадекановая. Для формирования монослоя использовали рабочий раствор нативных фосфолипидов в хлороформе с концентрацией C = 10-3 М. Монослой, сформированный при внесении на поверхность 50 мкл раствора смеси фосфолипидов, имеет более совершенную структуру, что проявляется в постоянстве его механических свойств. При анализе полученных данных четко выраженной зависимости изменения параметров монослоев от температуры выявлено не было. Изменения модуля сжатия и сжимаемости были очень незначительные. При повышении концентрации хлорида натрия в суб фазе наблюдаются изменения модуля сжатия, а, следовательно, и жесткости монослоя.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):184-195
184-195
Динамика формирования у Staphylococcus aureus толерантности к фиолетовому (405 нм) cветодиодному излучению при многократном воздействии
Аннотация
Проведено исследование формирования толерантности к низкоинтенсивному фиолетовому (405 нм, 80 мВт/см2 , 72 Дж/см2 ) светодиодному излучению у стандартного антибиотико-устойчивого штамма Staphylococcus aureus 2а. Изучено изменение численности в ходе 20 циклов облучения, исследована реакция бактериальных клеток на окислительный стресс – чувствительность к присутствию в среде перекиси водорода и активность каталазы. Показано, что с 1-го по 5-й цикл происходило достоверно незначительное сокращение выживаемости – с 85 до 82%, с 5-го по 10-й цикл облучения снижение числа клеток приобретало более выраженный характер – с 82 до 63%, затем, с 10-го по 15-й цикл отмечено восстановление численности до более высоких значений (65–76%), с 15-го по 20-й цикл значения выживаемости после облучения сохранялись на одном уровне (80%). Установлено, что, начиная с 15-го цикла облучения культура становится в 2 раза устойчивее к действию окислительных факторов. Полученные результаты показали, что к использованию метода фотодинамической терапии на практике необходимо подходить с осторожностью, поскольку формирование у тагретного микроорганизма толерантности к воздействию происходит к 15-му циклу облучения и может существенно ухудшить результаты лечения.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):196-201
196-201
Оптимизация технологии фагового дисплея для получения антител, специфичных к тетрациклину
Аннотация
Масштабное производство и использование противомикробных препаратов в медицине, ветеринарии и сельском хозяйстве привело к загрязнению антибиотиками водных ресурсов, поэтому актуальным является развитие методов мониторинга содержания антибиотиков, особенно в водных ресурсах. Успешными для анализа антибиотиков являются биосенсорные методы. Одним из основных составляющих биосенсорной системы является подбор элемента распознавания. Альтернативным инструментом для подбора чувствительного элемента (элемента распознавания) является фаговый дисплей, позволяющий получать антитела к низкомолекулярным антигенам. Цель работы заключалась в проведении исследований по отработке и оптимизации методики получения антител, специфичных к тетрациклину, с использованием технологии фагового дисплея, и оценке возможности их применения для индикации тетрациклина. Проведены исследования оптимизации условий по наработке фаговых антител, специфичных к тетрациклину, а также сохранению их активности в процессе хранения. Показана перспективность применения технологии фагового дисплея для получения антитетрациклиновых антител. С помощью метода дот-иммуноанализа показана возможность применения полученных фаговых антител для определения тетрациклина.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):202-207
202-207
Экология
Новое кормовое растение для Cameraria ohridella Deschka and Dimic, 1986 (Lepidoptera: Gracillariidae) в Поволжском регионе
Аннотация
С 2018 г. прошло 6 лет как инвазивный вид из Европы – охридский минер Cameraria ohridella (Lepidoptera: Gracillariidae) проник в Нижнее и Среднее Поволжье и начал активно заселять городские ландшафты с посадками конского каштана. На примере областного центра Саратова рассмотрены временные аспекты заселения и повреждения деревьев конского каштана за указанный период. Как итог расселения вида и ежегодного увеличения его плотности заселения и степени повреждения листьев конского каштана в парках и аллеях областного центра – массовое усыхание и опадание листьев у Aesculus hippocastanum в начале августа 2023 г. Тотальный выход имаго 3-го поколения каштановой моли завершил процесс увядания и усыхания деревьев переходом на другой вид городских древесных интродуцентов – грецкий орех. Это первый случай такого выбора нового кормового объекта у данного вида инвайдера в Поволжье.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):208-213
208-213
Оценка экосистемных услуг зеленых насаждений г. Йошкар-Олы
Аннотация
Во многих странах мира зеленые насаждения городов исследуются в качестве источника экосистемных благ. Рассматривается их роль в оказании обеспечивающих, регулирующих, поддерживающих и даже культурных услуг. При этом все более актуальным становится оценка видового состава и жизненного состояния деревьев, предоставляющих экосистемные услуги в урбанизированной среде. Цельюданного исследования стало изучение вклада наиболее распространенных в озеленении городов видов древесных растений в оказание экосистемных услуг. Исследования проводились в г. Йошкар-Оле, в разных функциональных зонахгорода: селитебной, рекреационной и промышленной, где изучался ассортимент деревьев и оценивалось их жизненное состояние. У самых распространенных видов древесных растений определяли потенциальное предложение экосистемных услуг по десятибалльной шкале с учетом неблагоприятных эффектов (т.н. «экосистемных медвежьих услуг»). Установлено, что преобладающими в озеленении города видами были Betula pendula, Tilia cordata, Sorbus aucuparia, их доля в изученных посадках достигала 36–64%. Из интродуцированных видов наиболее распространены в озеленении города Acer negundo, Picea pungens, Thuja occidentalis. Большинство деревьев разных функциональных зон относились к 1-й и 2-й категориям жизненного состояния (здоровые и имеющие признаки незначительного угнетения). Сильно ослабленные деревья составляли в общей численности не более 12%, а отмирающие растения были единичны. Значительный вклад в оказание экосистемных услуг в г. Йошкар-Оле вносят Betula pendula, Tilia cordata, Picea pungens и Sorbus aucuparia – преимущественно за счет их высокой способности к депонированию углерода, фитонцидности и эстетической ценности. Acer negundo рассмотрен как опасный городской эксплерент и, несмотря на выполняемые им регулирующие и поддерживающие экосистемные услуги, его распространение в городской среде следует ограничивать.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):214-224
214-224
Динамика численности клопов-щитников родов Aelia и Neottiglossa (Heteroptera, Pentatomidae) на зарастающих гарях Усманского бора (Воронежская область)
Аннотация
На основе количественных учетов численности четырех видов родов Aelia и Neottiglossa (Heteroptera, Pentatomidae) смоделирован процесс формирования их популяций на зарастающих гарях Усманского бора (Воронежская область) после пожара 2010 г. Установлено, что мезоксерофильные Ae. acuminata и N. leporina появились на бывших гарях через 5–6 лет после пожара. Мезофильный вид N. pusilla является перманентным обитателем экотонных биотопов и не проявил тенденцию к колонизации бывшей гари. Ксерофильный Ae. rostrata заселил зарастающую гарь через десять лет после пожара, отражая процесс ксерофилизации постпирогенной экосистемы в условиях лесостепи.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):225-230
225-230
Структура системы действующих и проблемы функционирования будущих особо охраняемых природных территорий Воронежской области
Аннотация
Конвенция о биологическом разнообразии и Национальная Стратегия сохранения биоразнообразия в России стали базой для реализации масштабных научно-практических исследований в области эффективного решения данной проблемы. Создание сети особо охраняемых природных территорий (ООПТ) федерального, регионального и местного значения является одним из перспективных направлений сохранения, поддержания и воспроизводства биоразнообразия на всех его уровнях. Воронежская область расположена на стыке лесостепной и степной зон, что предопределило ее сложные флористический, фаунистический комплексы и уникальный почвенный покров с преобладанием черноземов. Многолетнее сельскохозяйственное использование почв региона привело к сокращению территорий с естественными экосистемами. Все это создало предпосылки к созданию сложной, разветвленной сети ООПТ на территории области. Создание ООПТ опирается на сложную нормативно-правовую базу, которая включает федеральные законы РФ, постановления Правительства Воронежской области, законы Воронежской области, приказы Министерства природных ресурсов и экологии Воронежской области и др. На сегодняшний день сеть включает 256 ООПТ, из них 4 федерального значения, 211 областного значения, 41 местного значения. Такая структура ООПТ позволила Воронежской области занять одно из ведущих мест по данным показателям среди областей ЦЧР. Наибольшее количество создано в Белгородской области – 332 объекта, что составило 11,2% от ее территории, Воронежская область занимает второе место по количеству объектов и третье по доли ООПТ от общей площади. Функционирование действующих и создание новых ООПТ сталкивается с рядом проблем, среди которых важное место занимает недостаточное информирование населения о необходимости создания ООПТ как инструмента сохранения природы и ее биологического разнообразия.
Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2024;24(2):231-236
231-236