Комплексна сполука на основі тетрахлориду олова із саліцилаль-n-толуїдином як присадка для інгібування окиснення бензилового спирту

Реферат: Комплексна сполука SnCl4:2 СПТ (де СПТ - основа Шиффа саліцилаль-n-толуїдин) загальної формули: CH3 CH N O Cl Cl H Me H Cl O N Cl H3 C як інгібітор окиснення бензилового спирту. CH UA 114627 U (12) UA 114627 U UA 114627 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до застосування комплексу тетрахлориду олова із основою Шиффа (саліцилаль-n-толуїдином) як інгібітора окиснення бензилового спирту. Основи Шиффа є відмінними хелатоутворювальними агентами, особливо за наявності функціональних груп - ОН, або SH поблизу азометинового фрагмента. Таким чином вони утворюють п'яти - або шестичленне кільце з іоном металу. Наявність неподіленої пари 2 електронів у sp гібридизованому стані орбіталі атома азоту азометинової групи має вирішальне значення для донорно-акцепторних взаємодій при утворенні металокомплексів. Серед різноманітних класів антиокислювальних присадок все більше значення займають металокомплекси (Ме-комплекси). Дослідження показали, що Ме-комплексні присадки у багатьох випадках характеризуються більш високою антиокислювальною активністю, ніж відомі органічні антиоксиданти. Особливо ефективні в цьому плані Ме-комплексні каталізатори багаторазового обриву ланцюгів окиснення. Такі сполуки здатні розкладати гідропероксиди з малою часткою виходу вільних радикалів і можуть посилювати антиокислювальну ефективність відомих органічних антиоксидантів шляхом координації їх функціональних груп на сполуках перехідних металів [1]. В літературі відомі комплекси шиффових основ з металами (наприклад Сu) [2, 3], які були використані як каталізатори багаторазового обриву ланцюгів окиснення циклогексиламіну, або як стабілізатори при окисненні органічних сполук. В літературі наведено також приклади застосування основ Шиффа на основі аміну з нітроксильним замісником для інгібування окиснення полімерів [4]. В реакціях обриву ланцюгів окиснення особливо ефективні металокомплекси, які багаторазово (каталітично) беруть участь в актах обриву. Доведено, що багаторазовий обрив ланцюгів окиснення відбувається в результаті одноелектронних перетворювань, локалізованих на центральному атомі металу [1]. Крім основ Шиффа, як ліганди синтезовані карбоксилати, хлориди, феноляти, порфирини і т.і. Слід відмітити, що при синтезі Ме-комплексів на основі саліцилальамінів і солей металів (Сu, Μn, Ni, Fe, Co) утворюються Me-комплекси хелатного типу, для яких характерний зв'язок ОМе і донорно-акцепторний зв'язок N→Ме. На відміну від цього у сполуки, що заявляється як інгібітор окиснення, відсутній координаційний зв'язок O-Sn. Ця комплексна сполука не є хелатом і утворюється за рахунок здійснення донорно-акцепторних зв'язків N→Sn. У зв'язку із цим, склад молекулярної сполуки при молярному співвідношенні SnCl4: основа Шиффа = 1:2 позначається як SnCl4: 2 СПТ, де СПТ це назва основи Шиффа (саліцилаль-nтолуїдин). Як інгібітор окиснення ця сполука не досліджувалась. В літературі досліджувались кислоти Льюіса (наприклад, SnCl4, SbCl5, ВіСl3) як інгібітори окиснення етилбензолу, толуолу. Додавання кислот Льюіса у окиснювальні субстрати зменшує швидкість їх окиснення. При цьому встановлено, що кислоти Льюіса є антиокиснювальними присадками багаторазової дії. Слід відмітити важкість застосування, наприклад, SnCl4. Ця сполука сильно димиться і швидко гідролізується на повітрі, утворюючи гідрат. На відміну від цього, запропонована сполука має переваги. Це твердий порошок з високою температурою плавлення, який можна легко зважити. Найбільш близьким аналогом за будовою до сполуки, що заявляється, є тетрахлорид олова, який виявився інгібітором авто - і ініційованого окиснення органічних сполук, а саме, алкілбензолів, н-парафінів, спиртів [1]. Задачею даної корисної моделі є застосування даної сполуки за новим призначенням і розширення асортименту потенційних інгібіторів окиснення, шляхом синтезу молекулярної сполуки SnCl4: 2 СПТ, де СПТ це назва основи Шиффа (саліцилаль-n-толуїдин). Поставлена задача вирішується синтезом координаційної сполуки наступної формули (SnCl4: 2 СПТ): 1 UA 114627 U CH3 CH N O Cl Cl H Me H Cl O N Cl CH H3 C 5 10 15 20 і застосуванням його як інгібітора при окисненні бензилового спирту. Останній широко застосовується як розчинник, а також у парфумерії, фармацевтиці, косметиці. У практичному відношенні запропоновані сполуки можуть знайти застосування як інгібітор окиснення різноманітних органічних сполук (алкілбензоли, н-парафіни) і т.і. Цей комплекс одержують в одну стадію шляхом взаємодії основи Шиффа з тетрахлоридом олова (SnCl4) у бензолі згідно з методикою, наведеної у літературі [5]. Даний комплекс обмежено розчиняється у толуолі, бензиловому спирті, гексані, альтернативному моторному паливі (біодизель) і добре розчиняється у амідних розчинниках: диметилформаміді, диметилацетаміді, N - метил-2-піролідоні. Волюмометричне визначення антиоксидантної активності комплексу SnCl4: 2 СПТ проводили на модельній реакції радикально-ланцюгового ініційованого 2,2'-азо-бісізобутиронітрилом окиснення бензилового спирту в стандартних умовах при температурі -8 50±0,2 °C, парціальному тиску кисню Ро2 – 0,02 МПа і швидкості ініціювання W i=2,98·10 моль/(л·с) в кінетичному режимі окиснення на газометричній установці. При кінетичному режимі -8 -4 окиснення ця установка дозволяє вимірювати швидкість поглинання кисню від 10 до 10 моль/(л·с) і конверсії субстрату окиснення 0,1-1,0 %. Випадкова похибка вимірювань становить 3-5 %. У таблиці наведено зміну швидкості поглинання кисню при окисненні бензилового спирту у присутності Ме-комплексу SnCl4: 2 СПТ. Таблиця Залежність швидкості окиснення бензилового спирту від концентрації Ме-комплексу SnCl4: 2 СПТ Концентрація SnCl4: 2 СПТ, моль/л 0 -4 1,46·10 -4 2,93·10 -4 4,39·10 -4 7,3·10 -4 14,6·10 -4 21,9·10 25 30 Сповільнення швидкості Швидкість окиснення окиснення бензилового спирту, бензилового спирту, моль/(л·с) % -6 2,71·10 -6 1,58·10 33 -6 1,31·10 51 -6 0,93·10 64 -6 0,81·10 70 -6 0,67·10 75 -6 0,42·10 85 Наведені дані свідчать про те, що у відсутності в окиснювальній системі запропонованої -6 координаційної сполуки швидкість поглинання кисню становить 2,71·10 моль/(л·с), тобто це є швидкість окиснення бензилового спирту. При додаванні Ме-комплексу SnCl4: 2 СПТ у кількості -4 -4 від 1,46·10 моль/л до 21,9·10 моль/л швидкість окиснення бензилового спирту знижується від 33 до 85 % відповідно (табл.). Аналіз експериментальних даних дозволяє зробити висновок, що в системі "бензиловий спирт - координаційна сполука SnCl4: 2 СПТ, де СПТ це назва основи Шиффа (саліцилаль-nтолуїдин) остання проявляє інгібуючі властивості. При збільшенні концентрації координаційної сполуки швидкість окиснення бензилового спирту значно зменшується. Таким чином, синтезований металокомплекс може бути ефективно використаний як інгібітор окиснення бензилового спирту. 2 UA 114627 U 5 10 Джерела інформації: 1. В.В. Гончарук, Г.Л. Камалов, Г.А. Ковтун и др. Катализ. Механизмы гомогенного и гетерогенного катализа, кластерные подходы. - Киев: Наук. думка, 2002. – 541 с. 2. Ковтун Г.Α., Плужников В.А. Химия ингибиторов окисления органических соединений. Киев: Наук, думка, 1995. - 296 с. 3. Патент на кор.модель 80079 /Є.В. Шелудько, О.М. Ципіна, Г.О. Ковтун. - Опубл. 10.08.2007 //Бюл. № 12. 4. Темчин Ю.И., Бурмистров Е.Ф., Скрипко Л.А. и др. Исследование эффективности светостабилизаторов полимеров ускоренными методами //Высокомол. соед. - 1973. - Т. 15А, № 5. - С. 1038-1048/ 5. Коган В.Α., Осипов О.Α., Минкин В.И. и др. Строение комплексных соединений титана и олова с некоторыми ароматическими шиффовыми основаниями //Журн. неорган, химии. - 1965. - Т. 10, вып. 1. - С. 83-88. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Комплексна сполука SnCl4:2 СПТ (де СПТ - основа Шиффа саліцилаль-n-толуїдин) загальної формули: CH3 CH N O Cl Cl H Me H Cl O N Cl CH H3 C 20 як інгібітор окиснення бензилового спирту. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3