Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Исследование ингибирующих свойств биоцидных присадок в производстве экологически безопасных смазочно-охлаждающих жидкостей

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Исследование ингибирующих свойств биоцидных присадок в производстве экологически безопасных смазочно-охлаждающих жидкостей"

На правах рукописи

Горчаков Петр Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНГИБИРУЮЩИХ СВОЙСТВ БИОЦИДНЫХ ПРИСАДОК В ПРОИЗВОДСТВЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ

Специальность 03.00.16. «Экология (химические науки)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва - 2004

Диссертация выполнена на кафедре основ экологии Московского Государственного областного университета.

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Чулок А. И.

I

Официальные оппоненты: доктор химических наук,

профессор Яшкичев В. И.

кандидат химических наук

ст. научный сотрудник Синева А. В.

Ведущая организация: Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН

Защита состоится « 23> » декабря 2004 г. в ' часов на заседании диссертационного совета К.212.155.03 Московского Государственного областного университета (107005, Москва, ул. Радио, 10А)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке МГОУ. Автореферат разослан «_» * 2004 г. 2 3 НОЯ 2004

Отзывы на реферат, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 107005, Москва, ул. Радио, 10А, Московский Государственный областной университет, ученому секретарю диссертационного совета Сердюковой А.В.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

( Сердюкова А. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В химических и нефтехимических производствах широко используются процессы, протекающие в эмульсиях, растворах поверхностно-активных веществ (ПАВ) и других дисперсных системах, к которым относятся и водосмешиваемые смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) — многокомпонентные, полидисперсные смеси органических и неорганических веществ в гетерофазной жидкостной системе.

В производстве и эксплуатации СОЖ, используемых практически во всех металлообрабатывающих отраслях народного хозяйства, существуют значительные проблемы, связанные с охраной окружающей среды. Одной из таких актуальных экологических проблем является защита СОЖ от биоповреждений — необратимом изменении физико-химических свойств под воздействием микроорганизмов.

Ущерб от биоповреждения СОЖ проявляется как в преждевременном разрушении самих составов, коррозии оборудования, так и в токсическом воздействии и ухудшении санитарно-гигиенических условий работы персонала с СОЖ, приводящие к возникновению профессиональных заболеваний. Биоповреждения значительно сокращают срок эксплуатации СОЖ до 1-3 недель, в течении которых достигается превышение предельно допустимого содержания микроорганизмов (105 кл/мл). Это приводит к необходимости досрочной замены непригодной для эксплуатации СОЖ и увеличению объёмов сбрасываемых загрязнённых стоков и, как следствие, возрастанию антропогенного воздействия на живую природу. Поэтому особенно актуальным является поиск новых химических средств защиты СОЖ от биоповреждений, обладающих антимикробным действием (биоцидов), а также исследование ингибирующих свойств существующих и вновь синтезированных соединений в составе рецептур, обеспечивающих снижение уровня загрязнения природной среды.

В настоящее время с помощью химического синтеза получают тысячи новых соединений, длительные и трудоёмкие испытания которых на различные виды биоцидной активности являются экономически невыгодными и малоэффективными. В связи с этим является наиболее актуальным использование наряду с традиционными экспериментальными исследованиями альтернативных «внеэкспериментапьных» методов химического скрининга, основанных на компьютерно-информационных технологиях установления связи молекулярной структуры присадки с её свойствами и позволяющих ускорить поиск эффективных биоцидных присадок.

Целью работы являлось изучение физико-химических аспектов защиты СОЖ от биоповреждения на основе исследования ингибирующих свойств существующих и вновь синтезированных биоцидных присадок для создания экологически безопасных составов, обеспечивающих минимизацию загрязняющих воздействий на окружающую среду.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

1. Использование методологии поиска биоцидных присадок для производства экологически безопасных СОЖ, основанного на логико-структурном подходе установления взаимосвязи структура-активность.

2. Разработка комбинированного метода химического скрининга и прогнозирования активности биоцидных присадок к СОЖ.

3. Осуществление синтеза новых водорастворимых полимерных присадок к СОЖ и экспериментальная оценка их защитных ингибирующих свойств.

4. Оценка влияния ингибирующих свойств биоцидных присадок на изменение показателей физико-химических свойств СОЖ водоэмульсионного, полусинтетического и синтетического типов.

Научная новизна работы заключается в следующем:

— систематизирована и выявлена специфика физико-химических аспектов биоповреждения СОЖ водоэмульсионного, полусинтетического и синтетического видов;

— разработана комбинированная методика поиска, прогнозирования и создания экологически безопасных СОЖ на основе вновь синтезированных полимерных и существующих борорганических биоцидных присадок;

— осуществлена оценка динамики изменения физико-химических свойств СОЖ в зависимости от степени биоповреждения: снижение показателей рН, концентрации, стабильности; увеличение коррозионной агрессивности;

— выявлены биоцидные свойства вновь синтезированных полимерных комплексов на основе сополимеров аллил амина и акрилата натрия (полимер 1), а также комплекс сорбиновой кислоты и полимера 1 (полимер 2);

— показана перспективность использования борорганических соединений (боратов многоатомных спиртов) и полимерных комплексов 1 и 2 в качестве биоцидных присадок к СОЖ различных видов.

Практическая значимость работы заключается в увеличении степени защиты СОЖ от биоповреждения на срок более 2 месяцев за счёт разработки и исследования ингибирующих свойств новых биоцидных присадок. Полученные результаты, апробированные и подтвержденные актом станочных испытаний в специализированной лаборатории СОЖ ВНИИин-струмент, показали, что применение исследованных биоцидных присадок в составе водных СОЖ повышают их биостойкость и продлевают срок службы в 2 - 4 раза. При этом снижаются объёмы отработанных стоков, а также улучшаются экологические и санитарно-гигиенические условия эксплуатации.

Испытанные присадки рекомендованы для промышленного использования в составе водоэмульсионных, синтетических и полусинтетических СОЖ.

Положения, выносимые на защиту:

— результаты исследования изменения физико-химических свойств СОЖ разных видов в зависимости от степени биоповреждения;

— результаты прогнозирования биоцидной активности на основе логико-структурного метода выявления связи молекулярная структура-свойство;

— экспериментально доказанные биоцидные свойства вновь синтезированных полимерных комплексов на основе сополимеров аллиламина и акрилата натрия и полимерного комплекса с сорбиновой кислотой;

— результаты исследования ингибирующих свойств новых присадок в составе рецептур СОЖ.

Апробация работы: Основные результаты диссертации доложены и обсуждены на Международном симпозиуме: «Advances in Synthetic, Combinatoria] and Medicinal Chemistry (ASCMC)», Москва, 5-8 мая 2004 г.; на YI Международной научной конференции «Методы кибернетики химико-технологических процессов» (Москва, 17 - 18 июня 2004 г.); на 16 Международном Конгрессе «Chemical and Process Engineering» (CHISA 2004), Прага, 22 - 26 августа 2004; на научно-теоретической конференции МГОУ (Москва, 2004); на 18-й Международной научно-технической конференции «Успехи в химии и химической технологии» (Москва, 12-19 ноября 2004).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи и 3 тезисов докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, включающих научно-методическую, экспериментальную и практическую части, выводов, списка литературы (201 источник) и приложения. Работа изложена на 129 страницах машинописного текста, содержит 20 таблиц и 5 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Анализ существующих тенденций создания экологически безопасных СОЖ. (Обзор литературы).

Создание современных водосмешиваемых СОЖ включает не только исследование физико-химических аспектов влияния процессов биоповреждений на экологическую безопасность СОЖ, но также поиск существующих и синтез новых химических соединений, повышающих биоцидное, антикоррозионное действие и обеспечивающих минимизацию воздействия СОЖ на окружающую среду.

Анализ литературных данных позволил установить физико-химические аспекты й оценку степени биоповреждения различных типов СОЖ. Особенно интенсивному биоповреждению подвергаются эмульсионные СОЖ. Уже через несколько суток количество бактерий достигает 106 -108 кл/мл.

При этом изменяется внешний вид и появляется запах сероводорода, снижается показатель рН, уменьшается концентрация эмульсии и возрастает коррозионная агрессивность Свойства полусинтетических СОЖ начинают изменяться, когда количество бактерий достигает 105 -106 кл/мл, а плесневых грибов - (102 - 103) кл/мл. Синтетические СОЖ, изготовленные на основе полимеров или композиций ПАВ с полимерными присадками, являются более стойкими к биоповреждению по сравнению с эмульсионными , СОЖ. Однако синтетические СОЖ более восприимчивы к биоповреждению плесневыми грибами. Изменения физико-химических свойств в этом случае проявляются в снижении рН, возрастании коррозионной агрессивности, разрушении лакокрасочных покрытий и образовании поверхностных пленок. Одним из самых негативных последствий изменения физико-химических свойств СОЖ под действием микроорганизмов является коррозия металлообрабатывающего оборудования и деталей, а также сокращение сроков эксплуатации до 1 - 3 недель и увеличение объемов сбросов загрязненных стоков до 1 -50 м3 в сутки.

Обобщение данных по химическому составу биоцидных присадок показало, что существующий ассортимент ограничен и требует постоянного обновления вследствие адаптации микрофлоры к одному классу химических соединений. Кроме этого, в отечественном ассортименте больше половины биоцидов относится к классу формальдегидвыделякмцих присадок (Вазин, Азии, Формацид-13, Тетрацид и др), которые, как показали последние исследования, инициируют легочные заболевания персонала.

Анализ ассортимента ряда зарубежных фирм (Хехст, Бритиш Петролеум, Кастрол и др.) позволил сформулировать общие цели и критерии для защиты СОЖ от биоповреждений и производства нового поколения экологически безопасных СОЖ на водной основе: биостабильность (долговечность работы, комбинированные бактерицидно-фунгицидные свойства, отсутствие запаха, стабильность физико-химических свойств); новая технология синтеза присадок, исключающая наличие свободного хлора, фор- I мальдегида и других потенциально токсичных компонентов.

В наибольшей степени указанным критериям отвечают синтетические и полусинтетические СОЖ, в качестве базовых компонентов которых предлагались водорастворимые полимерные присадки с различными функциональными амидными, аминными, аллильными и др.группами, а также борорганические присадки, обеспечивающие высокие биоцидные, антикоррозионные и другие сопутствующие свойства.

В литературном обзоре проанализированы пути совершенствования методов оценки свойств и прогнозирования активности новых биоцидных присадок на основании компьютерных методов установления связи между химической структурой и свойствами (активностью) данного соединения как одного из перспективных направлений решения задач современной химии. Выявлено, что несмотря на значительные успехи в области разра-

ботки структурно-информационных методов прогнозирования свойств и биоактивности различных классов органических соединений, практически отсутствуют работы, связанные с предсказанием биоцидных свойств компонентов СОЖ.

Глава 2. Научно-методические подходы для проведения исследований биоцидных присадок.

Для ускорения поиска биоцидных присадок к СОЖ была разработана комбинированная методика, центральным звеном которой являлся химический скрининг - отсеивание предлагаемых химических структур из множества возможных соединений с последующим синтезом и экспериментальной проверкой структур, имеющих заданный тип активности с наибольшей вероятностью прогноза (рис.1)

Рисунок 1 - Принципиальная схема химического скрининга биоцидных присадок к СОЖ

В качестве первых двух стадий осуществляется поиск и отсеивание устаревших и экологически опасных биоцидов по существующему товарному ассортименту в соответствии с установленными экологическими нормами и требованиями. Для поиска новых потенциальных компонентов СОЖ с биоцидной активностью (этап 3) используется новый комбинированный подход, сочетающий методы прогнозирования активности (этапы 4 - 7) и традиционные экспериментальные методы (этапы 8 - 10). Вся процедура химического скрининга носит итерационный характер: после синтеза потенциальных биоцидных присадок (этап 6) и вычислительной оценки прогнозируемой активности (этап 7) в случае отрицательного результата отсеиваются неактивные структуры, и процесс синтеза новых модифицированных структур повторяется. Затем осуществляется экспериментальная проверка результатов прогнозирования (этап 8). В случае отрицательного результата формируется новая обучающая выборка, а затем процесс химического скрининга повторяется вплоть до положительного прогноза и экспериментальной оценки влияния ингибирующих свойств отобранных биоцидов на физико-химические показатели СОЖ (этап 9), а также проведения опытных испытаний, производства и промышленного применения (этап 10).

Для установления взаимосвязи структура - активность (этап 5) и прогнозировании биоцидной активности (этап 7) выбран логико-структурный подход (ЛСП), апробированный ранее для оценки биологически активных соединений, в том числе и с бактерицидными и фунгицид-ными свойствами Использование ЛСП для прогнозирования биоцидной активности основывалось на следующих допущениях: 1. Химическая структура биоцидных присадок представляется в формализованном виде (Б), необходимом для ввода в память компьютера, например, с помощью электронно-топологической матрицы смежности. 2. Анализируемые химические структуры подразделяются в соответствии с проявленной ими активностью Ак на N классов (к = 1,...,Ы). 3. Признаки биоцидной активности определяются в виде некоторых фрагментов структурного описания -дескрипторов А^), присутствие которых в молекулярной структуре с достаточно высокой вероятностью указывает на то, что испытываемое соединение проявляет данную активность. Отобранная совокупность таких соединений составляет так называемую "обучающую выборку" присадок с апробированной биоцидной активностью, используемую для контроля прогнозирующей способности выбранных расчетных методов.

Результатом поиска и прогнозирования активности являлась оценка принадлежности существующих и вновь синтезированных структур к классу активных или неактивных соединений. На основании поиска по базе данных была сформирована обучающая выборка (табл.1), в которую вошли потенциальные компоненты СОЖ, относящиеся к разным химическим классам.

Таблица 1 - Формирование обучающей выборки для поиска потенциально активных компонентов СОЖ

Соединение (поиск по базе данных) Биоцидная активность

Актив. (+) Неактив.(-)

1. Органические кислоты: - янтарная -адипиновая -сорбиновая - малеиновый ангидрид + + -

2. Триэтаноламиновые соли карбоновых кислот: -

- СЖК (Сю — С) б) - олеиновой -адипиновой - малеиновой

3. Высокомолекулярные соединения: -комплексный эфир полиэтиленгликоля (ПЭГ) и смеси СЖК (СЮ - С16) с талловыми и малеиновой кислотами - комплексный эфир ПЭГ и смеси СЖК (Сю -С16) с адипиновой и талловыми кислотами - диэфиры смеси СЖК (Сю - С,6), масла талло-вого и спиртов полиэтиленгликоля -полимерный эфир поливинилпирроли- -дона (ПВП) с сорбиновой кислотой -полимерный комплекс ПВП с сорбиновой кислотой + + + -

4. Борорганические соединения: - продукты конденсации Н3ВО3 и ДЭА - бороксазолидин + +

Прогнозируемые соединения: 5. Сополимер аллиламина и акрилата натрия (полимер-1) +

6. Полимерная соль сорбиновой кислоты (полимер-2) +

7.Борный эфир многоатомных спиртов (Аквабор) +

Логико-структурный подход позволил получить положительный прогноз активности у новых ранее не испытанных соединений, а именно: полимерных комплексов (полимеры 1 и 2) и присадки Аквабор путем сравнения их дескрипторных фрагментов ф?,; с выделенными структурными фрагментами уже испытанных соединений с апробированной био-цидной активностью.

К таким дескрипторам относились амидные фрагменты (НгЫ - С=0) и фрагменты сорбиновой кислоты (-СН =СН-СН=СН-СН3), входящие в состав известных биоцидов на основе поливинилпирролидона; аллильные (-СН2 — ИНг), амидные и аллильные фрагменты, включающие сорбиновую кислоту (-СН2-КН3+ ООС-СН=СН-СН=СН-СН3), входящие в состав прогнозируемых полимеров 1 и 2, а также дескрипторный фрагмент —о

>—он

° , входящий в структуру уже апробированных биоцид-

ных продуктов конденсации Н3ВО3 и этаноламинов и прогнозируемой <

структуры присадки Аквабор.

Из представленных в табл. 1 данных следует, что новые, ранее не испытанные в качестве компонентов СОЖ полимерные соединения на основе аллильных и амидных заместителей, а также бораты многоатомных спиртов могут быть рекомендованы для синтеза и испытаний в качестве био-цидных присадок к СОЖ.

Глава 3. Синтез и экспериментальная оценка биостойкости компонентов СОЖ.

Материалы и методы. Синтез и оценка биостойкости полимеров осуществлены совместно с РХТУ им. Д.И.Менделеева по следующей схеме.

I. Хлоргидрат аллиламина: В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой загружали 57,1 г (1 моль) аллиламина. При работающей мешалке через капельную воронку прибавляли 36%-ную соляную кислоту в количестве 101 г (1 моль). Реакцию проводили до нейтрального рН. По окончании реакции полученную смесь загружали в роторный испаритель и отгоняли воду при температуре 80 "С в течение 30 минут до образования сухих светло-желтых кристаллов хлоргидрата аллиламина.

II. Со полимер аллиламина и акрилата натрия (Полимер I):

К^Од

вСН=СН + ИСН = СН

-Исн-сн)^—(сн-сн)^;

сн,

Шзс1'

с=о

I

ын,

сн2

I

ш^сг

с=о

I

ЫНо

НаОН

сн, с=0 ын2 О На+

Водные растворы соответствующих количеств гидрохлорида аллиламина и акриламида вводили в колбу, снабженную мешалкой и обратным холодильником, и добавляли требуемое количество инициатора - персульфата калия. Сополимеризацию проводили при температуре 65 °С, концентрации сомономеров 25% масс., соотношении акриламида и аллиламина 0,6:0,4 моль/моль, концентрации инициатора 2% масс., времени 8ч.

По окончанию реакции сополимер (образующийся в этих условиях с [г|] = 0,2 и содержанием аминогрупп 14,8 мол.% ) без выделения гидроли-зовали 15% водным раствором гидроксида натрия. Полученный сополимер аллиламина и акрилата натрия осаждали в метанол, экстрагировали кипящим осадителем до нейтральной среды в экстракторе и сушили под вакуумом до постоянного веса. Высушенный сополимер представлял собой порошок бледно-желтого цвета, растворимый в воде и не растворимый в органических растворителях.

III. Полимерную соль сорбиновой кислоты (полимер 2) получали взаимодействием в водном растворе сополимера I с эквимолярным количеством сорбиновой кислоты при нормальных условиях с последующей очисткой диализом.

+

i сн2-сн^-(-сн2-сн-|-т ] k сн, с=о

I I ♦

NH2 O'Na

[ ^СНг-СН-)^СН2-СН-Ьт

сн2 с=о

сн=сн-I

соон

-сн=сн I

сн.

NH3+OOC

0"Na+

СН=СН—СН=СН—СН3 Синтез боратов многоатомных спиртов, входящих в препарат Аквабор, был осуществлен в работах ЗАО «ЕТЖОН1М» по следующей схеме: 1. Взаимодействие 3-метил-1,3,5-пентатриола с борной кислотой с получением 2-гидрокси-4-метил-4-гидроксиэтил-1,3,2-диоксиборинана (I):

CHi

НоС—СН о с I

он

сн2 I

ОН ОН

+ н3во3

н2с—О^

В—ОН

W

/

сн2—сн2—он

2. Взаимодействие диоксановых спиртов (4-метил-4-гидроксиэтил-1,3-диоксан) с борной кислотой с получением борного эфира: бис (2-гидрокси-4-метил-4-оксиэтил-1,2,3-диоксиборинан) гидроксиборан (И): Н2С—О^ Н2С-О^

Н2С В—ОН Н2с' В—ОН

\ / \ / СН—О СН—О

сн 2—сн 2—о—В—О—СН 2—СН 2

он

Антисептический препарат Аквабор ( ТУ 301-03-119-12) по параметрам токсичности относится к 4-му классу опасности (вещества малоопасные, ГОСТ 12.1.007-76). В воде растворяется безгранично и хорошо в органических растворителях (ацетон, толуол, пиридин и др.).

Экспериментальная оценка биостойкости.

Для проверки эффективности прогнозирования, осуществленного на предыдущих этапах, выбранные соединения испытывали на устойчивость к микробному поражению в соответствии с ГОСТ 9.085-78. О динамике роста микроорганизмов в СОЖ судили по увеличению количества клеток (кл) в 1 мл жидкости.. В зависимости от степени микробного поражения различали полную (0 баллов), удовлетворительную (1 балл) и недостаточную (2 балла) биостойкость. Количество микроорганизмов соответственно: 0,1-Ю2 -И104 и 1104-И105кл/мл. Отсутствие биостойкости констатировали при содержании микроорганизмов выше Ы05кл/мл.

В качестве объектов для оценки биостойкости рассматривались синтезированные полимеры 1 и 2, а также препарат Аквабор. Для приготовления водных растворов использовали водопроводную воду жесткостью 2,3 мг-экв/л при 60-80 С. Содержание испытываемых соединений в растворах соответствовало их содержанию в рекомендуемых рабочих составах.

Из представленных в табл. 2 данных следует, что результаты прогнозирования активности вновь синтезированных полимерных комплексов подтверждаются проведенными экспериментами. Синтезированные полимеры и препарат Аквабор показали удовлетворительную биостойкость. При этом полимерная соль сорбиновой кислоты (полимер 2) придавала СОЖ большую стойкость как к воздействию бактерий, так и грибов в течение более длительного времени (60 суток) по сравнению с сополимером акрилата натрия и аллиламина (30 суток), что следует объяснить усилением его био-цидных свойств за счёт сорбиновой кислоты. Проведённые исследования показали, что синтезированные полимеры могут быть рекомендованы к использованию в водосмешиваемых СОЖ для повышения их биостойкости и защиты от микробопоражения.

Таблица 2 - Оценка биостойкости компонентов СОЖ.

Соединение Содержание в воде Количество микрорганиз-мов, кл/мл Длитель ность испыта- Биостойкость (по ГОСТ 9.085-78)

%масс. Бактерий Грибов ний, сутки

1 .Сополимер-аллиламина и

акрилата натрия (Полимер 1) 2.Комплекс сопо- 0,5 0,5-105 2-102 30 удовлетворительная

лимера I с сор-биновой кислотой (Полимер 2) 3. Аквабор 0,3 2,5 8103 104 102 ю2 60 30 удовлетворительная удовлетворительная

Глава 4. Влияние ингибирующих свойств биоцидных присадок на физико-химические показатели СОЖ.

Для исследования влияния ингибирующих свойств биоцидных присадок в качестве критерия эффективности выбрана оценка сохранения физико-химических показателей СОЖ под действием факторов биоповреждения. В критерий эффективности ингибирующего действия биоцидных присадок входили методика определения биостойкости (ГОСТ 9.085-78), а также ряд методик оценки основных физико-химических показателей качества рабочих эмульсий и растворов испытываемых СОЖ: органолепти-ческие (внешний вид, цвет, запах); рН эмульсии или раствора; концентрация и коррозионная агрессивность, соответствующих ГОСТ 6243-75 и техническим условиям на СОЖ. Для экспериментов были выбраны СОЖ, представляющие основные группы водосмешиваемых рецептур, освоенных в промышленности: эмульсионная СОЖ Мирол ( ТУ 38.5901130-93); полусинтетическая СОЖ Аквол -11 (ТУ 38.10193-83); синтетическая СОЖ Москвинол (ТУ 38.401.1006-97). Опыты проводили в колбах емкостью 500 мл, заполненных 5% эмульсией СОЖ Мирол и 3% растворами СОЖ Ак-вол-11 и Москвинол. Выбранные СОЖ инокулировали смесью (1:1) бактериальных и грибных культур, входящих в стандартный набор микроорганизмов, используемых при определении биостойкости СОЖ по ГОСТ 9.085-78, изложенной в Главе 3.

Результаты исследований влияния биоцидных присадок на степень биоповреждения и изменения показателей физико-химических свойств СОЖ, представленные в табл. 3, показали следующее.

Таблица 3 - Влияние биоцидов на физико-химические свойства СОЖ _по истечении 2-х месяцев испытаний

Физико-химические свойства СОЖ СОЖ + биоциды (% масс.):

Аквабор Полимер 1 Полимер 2

0,5-1,0 | 2-2,5 3,1-ОД5 I 0,4-0,5 0,05-0,1 0,2-0,3

Эмульсионная СОЖ Мирол

Ко-во микробов: -бактерии, кл/мл 107 5-106 104 106 2104 105 8103

•грибы, кл/мл ю3 0,6- ю2 0,5-102 ю2 0,5-102 0,4-102 0,2 102

РН 7,8 7,9 9,1 7,9 9,2 9,3 9,3

Цвет темно-серый Серый Кофеин Серый кофеин кофейн Кофейн

Запах резкий сероводорода. затхлый спе-циф. затхлый спе-циф. спе-циф. спе-циф.

Концентр-я, % 2,7 4,2 4,5 4,0 4,6 4,8 4,9

Коррозия, баллы 3,0-4,0 1-2 0-1 1 0 0 0

Полусинтетическая СОЖ Аквол-11

Ко-во микробов: -бактерии, кл/мл 2106 2106 106 8105 5105 9104 5104

-грибы, кл/мл 5103 1,5 103 10' 2 103 5 102 4 102 102

РН 8,0 8,2 8,8 8,7 8,9 9,0 9,1

Цвет светло-коричн. свет-локо-ричн. проз, коричнев. серый полу-прозр полу-прозр полу-прозр

Запах гнилостный гни-лост. спе-циф. затхлый спе-циф спе-циф. спе-циф.

Концентр-я, % 1,4 1,8 2,5 1,9 2,4 2,6 2,8

Коррозия, баллы 2-3 1,0 0-1 1,0 0-1 0-1 0

Москвинол

Ко-во микробов: -бактерии, кл/мл 3-105 104 5103 8103 5103 з-ю3 103

■грибы, кл/мл 8103 4103 2103 6103 103 8102 5102

РН 8,0 8,3 9,4 9,3 9,4 9,4 9,4

Цвет серый полу-прозр прозр прозр прозр прозр прозр

Запах гнилостный затхлый спе-циф. затхлый спе- циф. спе-циф. спе-циф.

Концентр-я, % 2,2 2,6 2,8 2,5 2,9 2,9 3,0

Коррозия, баллы 1-2 0-1 0 1,0 0 0 0

При отсутствии биоцидов после двухмесячных испытаний во всех испытанных СОЖ происходило ухудшение показателей: Мирол ( рН - с 9,4 до 7,8; концентрация - с 5 до 2, 7; коррозия - с 0 до 4 баллов); Аквол-11 (рН с 9,2 до 8,0; концентрация - с 3 до 1,4; коррозия - с 0 до 2-3 баллов); Москвинол (рН - с 9,5 до 8,0; концентрация - с 3 до 2,2; коррозия - с 0 до

I -2 баллов). В результате превышения предельно допустимого содержания микроорганизмов появлялся неприятный запах, изменение цвета, расслоение эмульсии и коррозионная агрессивность. СОЖ становились непригодными для дальнейшей эксплуатации: Мирол - уже через 2 недели, Аквол-

II - через 20 дней, а Москвинол - через 1 месяц. Использование биоцид-ных присадок позволило замедлить и в некоторых случаях приостановить процесс биоповреждения. Так, введение минимальных концентраций присадки Аквабор (0,5 -1%масс), полимера-1 (0,1-0,25%масс) и полимера-2 (0,05-0,1) позволили замедлить рост бактериальной флоры, но в недостаточной степени. Увеличение концентрации Аквабора до 2,5% масс и полимера* 1 до 0,5%масс позволило добиться сохранения биостойкости и физико-химических показателей для СОЖ Мирол и Москвинол в допустимых пределах в течении 60 суток. Использование полимера-2 в концентрации 0,3%масс позволило поддерживать биостойкость и физико-химические свойства на требуемом уровне для всех типов испытанных СОЖ в течение всего периода испытаний (60 суток). Полимер-2 оказывал также более эффективное биоцидное действие, что может быть обусловлено наличием в его составе сорбииовой кислоты, обладающей комбинированным бактерицидно-фунгицидным действием.

Как следует из табл.3, наибольшим ингибирующим эффектом обладают присадки в выявленных оптимальных концентрациях: Аквабор (2,5%масс); полимер-1 (0,5%масс) и полимер-2 (0,3% масс).

Апробация полученных результатов была осуществлена в ходе станочных испытаний, проведенных в специализированной испытательной лаборатории СОЖ ВНИИинструмент на станках токарного (мод 1К62) и фрезерного (мод 6Р13) типов при обработке конструкционной углеродистой стали 45 (табл. 4).

Таблица4-Результаты станочных испытаний

СОЖ Концентрация, % масс Период эксплуатации, с1 утки

Без биоцида

Аквабор (2,5%) Полимер-1 (0,5%) Полимер-2 (0,3%)

Мирол 5 15 60 60 70

Аквол-11 3 20 45 56 65

Москвинол 3 35 70 75 90

В ходе станочных испытаний СОЖ с новыми биоцидными присадками не было отмечено признаков коррозии, запаха, отрицательного воздействия на окраску станков и других отклонений физико-химических и сопут-

ствующих санитарно-гигиенических свойств СОЖ от нормативных значений. Результаты станочных испытаний показали, что применение биоцид-ных присадок в составе испытанных СОЖ продлевают срок их эксплуатации в 2 - 4 раза, снижая тем самым объемы загрязненных стоков и нагрузку на окружающую среду.

С учетом изложенных в Главе 3 стадий синтеза новых полимерных присадок и результатов испытаний была предложена принципиальная схема производства экологически безопасных СОЖ с биоцидными присадками.

Для СОЖ типа Аквол, Мирол

Для СОЖ типа Москвинол

Приготовление раствора №N02

Смешение с неомолом? синтанолом и минерльным маслом в

_ реакторе_

_♦

Разбавление

водой и эмульгирование щелочью

Плавка малеииового ангидрида е плавильню»

Полупродукты

Смешение основы сбиоцидной присадкой

Товарный СОЖ

Фильтрация,

Синтез присадок

Получение гидрохлорал-лиламииав реакторе с мешалюй

Упаривание раствора

Сололимериза ция в реакторе с мешалкой

при охлаязденин

Экстракция метанолом с упариванием

Реакция с сорбиноаойк-той в реакторе с мешалкой

Очистка в мембранном фильтре

Рис.2. Принципиальная схема производства экологически безопасных

видов СОЖ

В качестве критерия экономической эффективности был выбран показатель почасового вклада прибыли и постоянных издержек (ПВППИ), как наиболее адекватно выражающий прибыльность той или иной схемы производства. который может быть выражен как:

HpR PRICE,-ТУС, t,

где PRICE, - цена i-ro продукта; TVC, — общие переменные издержки производства (без учета постоянных издержек); t, (часы) - время производства /-го продукта. Сравнение результатов расчета планов производства для предложенной схемы представлено в табл.5.

Таблица 5. Расчет экономической эффективности производства СОЖ с

биоцидными присадками

Модификация СОЖ Длительность производственного цикла и, час Ориентировочная стоимость сырья я энергии (перем. изд.) ТУС,, руб/т Ориентировочная цена продукта PRICE,, руб/т Показатель HPR, на тонну прод., руб/час

Аквол-11 + Аква-бор(2,5 %) 41 19500 23000 85

Аквол + П1 (0,5 %) 46 16400 23000 143

Аквол+П2 (0.3%) 51 12400 23000 207

Москви- нол+Аквабор (2.5%) 27 23700 26700 111

Москвинол+ГП (0.5%) 30 19300 26700 247

Москвинол+Ш (0.3%) 35 17300 26700 269

Мирол+Аквабор (2.5%) 39 11700 15500 97

Мирол+П1 (0.5%) 46 9900 15500 122

Мирол+П2 (0.3%) 51 7600 15500 155

Из табл.5 следует, что совокупная почасовая прибыль при производстве всех трех видов СОЖ на совмещенной схеме с использованием биоцидов оправдывает дополнительные временные затраты и материалы, что позволяет рекомендовать данную схему для повышения экономической эффективности производства экологически безопасных СОЖ.

Выводы

1. Решена актуальная задача исследования физико-химических аспектов анализа и оценки методов совершенствования химических средств защиты СОЖ от факторов воздействия процессов биоповреждения.

2. Сформулированы критерии для выпуска нового поколения экологически безопасных СОЖ: биостабильность, долговечность эксплуатации, стабильность физико-химических свойств, отсутствие запаха, комбинированные бактерицидно-фунгицидные свойства, новая технология синтеза биоцидных присадок, исключающая наличие свободного хлора, формальдегида и других потенциально токсичных компонентов.

3. Выявлены перспективные направления поиска биоцидов, соответствующих данным критериям: синтез компонентов на полимерной и бороор-ганической основе, обладающих биостатическими и многофункциональ- | ными свойствами.

4. Разработан новый научно-методический подход исследования биоцидных присадок, основанный на комбинированном методе химического скрининга и направленного синтеза компонентов с потенциальной био-цидной активностью. В результате осуществлен прогноз биоцидной активности у новых ранее не испытанных полимерных соединений на основе выделенных с помощью логико-структурного подхода дескрипторных фрагментов, а именно:

I

амидные (Н2И - С=0) и дескрипторные фрагменты сорбиновой кислоты (-СН =СН-СН=СН-СНз); аллильные (-СН2 - амидные и аллильные фрагменты, включающие сорбиновую кислоту (-СН2-№1з+ "ООС-СН=СН-СННГН-СНз), входящие в состав прогнозируемых полимеров 1 и 2, а также

—О

^в-он

дескрипторный фрагмент ® , входящий в структуру про-

гнозируемой присадки Аквабор.

5. Осуществлен синтез новых полимерных комплексов на основе аллила-мина и акриламида с участием сорбиновой кислоты и экспериментальная проверка биостойкости предложенных полимерных продуктов и препарата , Аквабор на борорганической основе, показавшая, что данные присадки обладают биоцидной активностью.

6. Осуществлен цикл экспериментальных исследований по оценке ( влияния ингибирующих свойств полимерных и борорганических присадок

на сохранение физико-химические показателей СОЖ, в результате которых получены следующие научные и практические результаты: -увеличение концентрации присадки Аквабор до 2,5%масс и полимера 1 -до 0,5% масс позволило добиться сохранения биостойкости и физико-химических свойств СОЖ Мирол и Москвинол в допустимых пределах, -использование полимера 2 в концентрации 0,3%масс позволило поддерживать биостойкость и физико-химические свойства всех испытанных СОЖ в течение 2-х месяцев испытаний. Полимер 2 оказывал более эффективное биоцидное действие, чем полимер 1, что может быть обусловлено

наличием в его составе сорбиновой кислоты, обладающей комбинированным бактерицидно-фунгицидным действием.

7. Экспериментально установлено, что минимизация воздействия на окружающую среду загрязненных в процессе биоповреждения составов обеспечивается при следующих оптимальных концентрациях присадок: Лквабор -2,5%масс; полимер 1 - 0.5%масс; полимер 2 - 0,3%масс.

8. Станочные испытания подтвердили эффективность исследованных биоцидных присадок, применение которых в составе СОЖ позволили увеличить срок службы в 2-4 раза, снижая тем самым объемы загрязненных стоков и нагрузку на окружающую среду.

9. Предложена принципиальная схема производства экологически безопасных СОЖ и показана ее экономическая эффективность.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1. Gorchakov P.A., Ivanov A.A., Chulok A.I. Protection of environment in processes of biodamage of lubricating oil products. // 16th Intern. Congress of Chemical and Proc. Eng. 22-26 August 2004, Praha, P.7.54, pp. 1903 -1904.

2. Chulok A.I., Ivanov A.A., Gorchakov P.A. Logical-Combinatory Method of Forecasting of Inhibiting Properties of Biocidal Additives //Intern. Symp. ASCMS, Moscow, May 5 -8,2004. P.6.

3. Чулок А. И., Гордеев Л.С., Горчаков П.А. Взаимосвязь структура -активность для управляемого синтеза экологически безопасных материалов //Сборник докл. У1 Международной конференции «Методы кибернетики химико-технологических процессов». 17 -18 июня 2004 г.М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2004, с. 77 - 88.

4. Горчаков П.А., Юрьев С.И., Чулок А. И. Минимизация биоповреждений смазочных нефтепродуктов на основе выбора оптимальной структуры биоцидных присадок // Сборник докл. 18-й Международной конф. «Успехи в химии и химической технологии». М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2004.-С. 20 -22.

5. Горчаков П.А., Чулок А.И. Влияние биоцидных присадок на физико-химические свойства смазочно-охлаждающих жидкостей // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов.М.: ВИНИТИ, 2004.-№ 10, с. 2 - 9.

6. Горчаков П.А., Чулок А.И. Комбинированный метод химического скрининга и направленного синтеза биоцидных присадок к смазочно-охлаждающим жидкостям // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. М.: ВИНИТИ, 2004,- № 6, с. 15 -21.

7. Горчаков П. А., Чулок А. И., Садовский С. Н., Штильман М.И. Синтез и исследование биоцидных свойств полимерных присадок для производства биостабильных смазочно-охлаждающих жидкостей // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. М.: ВИНИТИ, 2004.-№12.-С. 55-61.

Подписано в печать- 19.11. 2004 г. Бумага офсетная. Гарнитура «Times New Roman». Печать офсетная. Формат бумаги 60/84 шб Усл. п.л 1,5.

_Тираж 100 экз. Заказ № 333._

Изготовлено с готового оригинал-макета в Издательстве МГОУ 105005, г Москва, у л Радио, д 10-а, тел • 265-41-63, факс: 265-41-62

f

к

►

»

PH Б Русский фонд

2006-4 1188

i

t i я / / 19 НОЯ 2004* ,у

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Горчаков, Петр Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА U АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕНДЕНЦИЙ СОЗДАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНЫХ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ (обзор литературы).

1.1. Физико-химические аспекты биоповреждений водоэмульсионных, полусинтетических и синтетических СОЖ.

1.2. Химические средства защиты СОЖ от биоповреждений и методы создания экологически безопасных СОЖ.

1.3. Анализ путей совершенствования методов оценки свойств и прогнозирования активности новых биоцидных присадок.

ГЛАВА 2. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ ДЛЯ

ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БИОЦИДНЫХ ПРИСАДОК.

2.1. Методология поиска биоцидных присадок для производства экологически безопасных СОЖ.

2.2. Логико-структурный подход установления взаимосвязи структура-активность.

2.3. Химический скрининг и прогнозирование активности биоцидных присадок.

ГЛАВА 3. СИНТЕЗ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ОЦЕНКА

БИОСТОЙКОСТИ КОМПОНЕНТОВ СОЖ.

3.1. Материалы и методы синтеза полимерных и борорганических компонентов СОЖ.

3.2. Выбор методики оценки ингибирующих свойств биоцидных присадок.

3.3. Результаты экспериментальной оценки биостойкости компонентов СОЖ.

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ИНГИБИРУЮЩИХ СВОЙСТВ БИОЦИДНЫХ

ПРИСАДОК НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

4.1. Методики оценки физико-химических показателей СОЖ.

4.1.1. Методика оценки органолептических показателей.

4.1.2. Методика определения рН эмульсии или раствора.

4.1.3. Методика определения концентрации СОЖ рефрактометрическим пособом.

4.1.4. Методика определения концентрации эмульсионных СОЖ кислотным способом.

4.1.5. Методика определения коррозионной агрессивности СОЖ.

4.2. Результаты оценки влияния полимерных и борорганических присадок на физико-химические показатели СОЖ.

4.3. Разработка рекомендаций по оценке эффективности схемы прозводства и методов применения экологически безопасных СОЖ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Исследование ингибирующих свойств биоцидных присадок в производстве экологически безопасных смазочно-охлаждающих жидкостей"

Актуальность проблемы. В химических и нефтехимических производствах широко используются процессы, протекающие в эмульсиях, растворах поверхностно-активных веществ (ПАВ) и других дисперсных системах, к которым относятся и водосмешиваемые смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) — многокомпонентные, полидисперсные смеси органических и неорганических веществ в гетерофазной жидкостной системе.

В производстве и эксплуатации СОЖ, используемых практически во всех металлообрабатывающих отраслях народного хозяйства, существуют значительные проблемы, связанные с охраной окружающей среды. Одной из таких актуальных экологических проблем является защита СОЖ от биоповреждений — необратимом изменении физико-химических свойств под воздействием микроорганизмов.

Ущерб от биоповреждения СОЖ проявляется как в преждевременном разрушении самих составов, коррозии оборудования, так и в токсическом воздействии и ухудшении санитарно-гигиенических условий работы персонала с СОЖ, приводящие к возникновению профессиональных заболеваний. Биоповреждения значительно сокращают срок эксплуатации СОЖ до 1-3 недель, в течении которых достигается превышение предельно допустимого содержания микроорганизмов (105 кл/мл). Это приводит к необходимости досрочной замены непригодной для эксплуатации СОЖ и увеличению объёмов сбрасываемых загрязнённых стоков и, как следствие, возрастанию антропогенного воздействия на живую природу. Поэтому особенно актуальным является поиск новых химических средств защиты СОЖ от биоповреждений, обладающих антимикробным действием (биоцидов), а также исследование ингибирующих свойств существующих и вновь синтезированных соединений в составе рецептур, обеспечивающих снижение уровня загрязнения природной среды.

В настоящее время с помощью химического синтеза получают тысячи новых соединений, длительные и трудоёмкие испытания которых на различные виды биоцидной активности являются экономически невыгодными и малоэффективными. В связи с этим является наиболее актуальным использование наряду с традиционными экспериментальными исследованиями альтернативных «внеэкспериментальных» методов химического скрининга, основанных на компьютерно-информационных технологиях установления связи молекулярной структуры присадки с её свойствами и позволяющих ускорить поиск эффективных биоцидных присадок.

Целью работы являлось изучение физико-химических аспектов защиты СОЖ от биоповреждения на основе исследования ингибирующих свойств существующих и вновь синтезированных биоцидных присадок для создания экологически безопасных составов, обеспечивающих минимизацию загрязняющих воздействий на окружающую среду.

Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:

1. Разработки методологии поиска биоцидных присадок для производства экологически безопасных СОЖ, основанного на логико-структурном подходе установления взаимосвязи структура-активность.

2. Разработка комбинированного метода химического скрининга и прогнозирования активности биоцидных присадок к СОЖ.

3. Осуществление синтеза новых водорастворимых полимерных присадок к СОЖ и экспериментальная оценка их защитных ингибирующих свойств.

4. Оценка влияния ингибирующих свойств биоцидных присадок на изменение показателей физико-химических свойств СОЖ водоэмульсионного, полусинтетического и синтетического типов.

Научная новизна работы заключается в следующем: систематизирована и выявлена специфика физико-химических аспектов биоповреждения СОЖ водоэмульсионного, полусинтетического и синтетического видов; разработана комбинированная методика поиска, прогнозирования и создания экологически безопасных СОЖ на основе вновь синтезированных полимерных и существующих борорганических биоцидных присадок; осуществлена оценка динамики изменения физико-химических свойств СОЖ в зависимости от степени биоповреждения: снижение показателей рН, концентрации, стабильности; увеличение коррозионной агрессивности; выявлены биоцидные свойства вновь синтезированных полимерных комплексов на основе сополимеров аллиламина и акрилата натрия (полимер I), а также комплекс сорбиновой кислоты и полимера I (полимер II); показана перспективность использования борорганических соединений (боратов многоатомных спиртов) и полимерных комплексов I и II в качестве биоцидных присадок к СОЖ различных видов.

Практическая значимость работы заключается в увеличении степени защиты СОЖ от биоповреждения на срок более 2 месяцев за счёт разработки и исследования ингибирующих свойств новых биоцидных присадок. При этом снижаются объёмы отработанных стоков, а также улучшаются экологические и санитарно-гигиенические нормы эксплуатации.

Положения, выносимые на защиту: результаты исследования изменения физико-химических СОЖ разных видов в зависимости от степени биоповреждения; результаты прогнозирования биоцидной активности на основе логико-структурного метода выявления связи молекулярная структура-свойство; экспериментально доказанные биоцидные свойства вновь синтезированных полимерных комплексов на основе сополимеров аллиламина и акрилата натрия и полимерного комплекса с сорбиновой кислотой; результаты исследования ингибирующих свойств новых присадок в составе рецептур СОЖ.

Структура диссертации включает введение, 4 главы, выводы, список литературы и приложение.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Горчаков, Петр Александрович

выводы

На основании результатов, полученных в ходе выполнения диссертационной работы по исследованию ингибирующих свойств биоцидных присадок в производстве экологически безопасных смазочно-охлаждающих жидкостей, могут быть сделаны следующие выводы.

1. Решена актуальная задача исследования физико-химических аспектов анализа и оценки методов совершенствования химических средств защиты смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) от факторов воздействия процессов биоповреждения. С этой целью осуществлен анализ специфики и обобщение данных по физико-химическим аспектам процессов биоповреждения СОЖ водоэмульсионного, полусинтетического и синтетического типа. В результате сделан вывод о том, что все типы водосмешиваемых СОЖ подвержены биоповреждению, но заметно отличаются по видам обитающей в них микрофлоры, ее количеству, по скорости и степени процесса биоповреждения.

При этом выявлено, что если эмульсионные СОЖ в равной мере подвержены поражению как бактериальной, так и грибковой микрофлорой, то синтетические и полусинтетические СОЖ в меньшей степени поражаются бактериальной микрофлорой, чем эмульсионные СОЖ, а для синтетических СОЖ более интенсивно развивается грибковая микрофлора.

Установлено, что с точки зрения экологии негативными последствиями биоповреждения СОЖ являются с одной стороны интенсификация процессов коррозии металлообрабатывающего оборудования и обрабатываемых деталей, а с другой стороны ухудшение физико-химических характеристик качества рабочих растворов СОЖ и возрастание вредного воздействия на обслуживающий персонал.

Эти факторы являются причиной сокращения сроков эксплуатации СОЖ, досрочной замены оборудования и самих растворов и увеличению частоты и объемов сбросов загрязненных стоков, что приводит к возрастанию отрицательного воздействия на окружающую среду.

2. В результате.анализа современных тенденций в области производства СОЖ сформулированы следующие критерии для выпуска нового поколения экологически безопасных СОЖ на водной основе:

-биостабильность (долговечность эксплуатации, стабильность физико-химических свойств, отсутствие запаха, комбинированные бактерицидно-фунгицидные свойства);

-новая технология синтеза биоцидных присадок, исключающая наличие свободного хлора, формальдегида и других потенциально токсичных компонентов;

-совместимость с возможным попаданием других компонентов и с новыми материалами;

-возможность обеспечения контроля эксплуатационных свойств; -повышение производительности металлообработки для автоматизированного оборудования.

Из данных проведенного анализа следует, что в наибольшей степени указанным критериям отвечают синтетические и полусинтетические СОЖ.

3. Проанализирована и дана классификация существующего ассортимента биоцидов, а также сформулированы требования к условиям их применения. Установлено, что существующий ассортимент биоцидных присадок ограничен, включает морально устаревшие и экологически опасные компоненты, например, на основе формальдегида, а также требует постоянного обновления вследствие адаптации микрофлоры к одному классу химических соединений.

4. Исходя из анализа существующих тенденций направлений синтеза современных биоцидных присадок выявлено, что одним из перспективных направлений в области защиты СОЖ от биоповреждений являются компоненты на полимерной и бороорганической основе, обладающие биостатическими и многофункциональными свойствами, т.е. наряду с биоцидными, проявляющие также и антикоррозионные, эмульгирующие и др. свойства.

5. Разработан новый научно-методический подход исследования биоцидных присадок, основанный на комбинированном методе химического скрининга и направленного синтеза компонентов СОЖ, обладающих потенциальной биоцидной активностью. Центральным звеном данного подхода является совмещение традиционных эмпирических методик синтеза и тестирования ингибирующих свойств полученных соединений и «внеэкспериментальных» методов прогнозирования на основе установления связи между химическим строением присадок и их биоцидной активностью.Использование современных компьютерных методик прогнозирования связи структура-активность позволяет сократить объем экспериментальных исследований и снизить трудозатраты.

6. В результате реализации комбинированного метода была сформирована обучающая выборка, в которую вошли потенциальные компоненты СОЖ, относящиеся к следующим химическим классам:: дикарбоновые органические кислоты; триэтаноламиновые соли карбоновых кислот; комплексные эфиры полимеров с органическими кислотами и борорганические соединения.

С помощью компьютерного логико-структурного метода прогнозирования связи структура- активность были идентифицированы фрагменты молекулярных структур (дескрипторные фрагменты) следующих соединений, показавших биоцидную активность в обучающей выборке, а именно: 1. в классе органических кислот -сорбиновая кислота и малеиновый ангидрид; 2. в классе высокомолекулярных соединений -эфиры полиэтиленгликоля с малеиновой кислотой и полимерные комплексы на основе водородной связи поливинилпирролидона с сорбиновой кислотой; 3. в классе бороганических соединений - продукты конденсации борной кислоты с диэтаноламином и бороксазолидин.

7. Положительным результатом следует считать определение близкой к вышеперечисленным структурам прогнозируемой биоцидной активности у новых ранее не испытанных полимерных соединений, включающих аллильные и амидные дескрипторные фрагменты, а также аллильный фрагмент, включающий сорбиновую кислоту. Кроме этого, был идентифицирован дескрипторный фрагмент в структуре антисептического препарата Аквабор, близкий по строению к ряду вошедших в обучающую выборку борорганических структур, обладающих биоцидной активностью, что позволило рекомендовать это препарат к дальнейшим экспериментальным исследованиям в качестве потенциальной биоцидной присадки к СОЖ.

8. Осуществлена практическая реализация предложенного комбинированного метода исследования биоцидных присадок путем осуществления синтеза новых полимерных комплексов на основе аллиламина и акриламида с участием сорбиновой кислоты и экспериментальной проверки биостойкости предложенных полимерных продуктов и препарата Аквабор на борорганической основе.

Результаты экспериментальной оценки доказали, что синтезированные полимерные комплексы : сополимер аллиламина и акрилата натрия (полимер 1), а также полимерная соль сорбиновой кислоты (полимер 2) и препарат Аквабор обладают биоцидной активностью.

В ходе экспериментов показано, что в соответствии с принятой методикой оценки (ГОСТ 9.085-78) полимеры 1 и 2 проявили удовлетворительную биостойкость. Однако полимер 2 показал большую защитную ингибирующую способность как к воздействию бактерий, так и грибов в течение более длительного времени (60 суток) по сравнению с полимером 1 (30 суток), что следует объяснить усилением его биоцидных свойств за счет сорбиновой кислоты.

Бораты многоатомных спиртов, входящие в препарат Аквабор, также показали удовлетворительную биостойкость, что позволило рекомендовать этот препарат, а также полимеры 1 и 2 к проведению экспериментальной проверки их биоцидных свойств в составе рецептур СОЖ.

9. Осуществлен цикл экспериментальных исследований по оценке влияния ингибирующих свойств полимерных и борорганических присадок на сохранение физико-химические показателей СОЖ под воздействием факторов биоповреждения.

В качестве критерия эффективности ингибирующего действия биоцидных присадок входила совокупность показателей оценки биостойкости и динамики сохранения основных физико-химических показателей качества рабочих эмульсий и растворов испытываемых СОЖ, а именно: органолептические показатели (однородность, цвет, запах); рН эмульсии или раствора; концентрация СОЖ; коррозионная агрессивность СОЖ, определяемые по соответствующим апробированным стандартным и нестандартизированным (исследовательским) методикам.

10. В результате осуществления данного цикла испытаний получены следующие научные и практические результаты:

-предложенные биоциды как на полимерной, так и на борорганической основе оказывают ингибирующее действие на выбранные классы СОЖ эмульсионного (Мирол), полусинтетического (Аквол-11) и синтетического (Москвинол) типа;

-введение минимальных концентраций присадки Аквабор (0,5-1%масс), полимера-1 (0,1-0,25%масс) и полимера-2 (0,05-0,1%масс) позволили замедлить рост микробиальной флоры, но в недостаточной степени; -проведенные испытания показали, что увеличение концентрации присадки Аквабор до 2,5%масс и полимера 1 - до 0,5% масс позволило добиться сохранения биостойкости и физико-химических свойств СОЖ Мирол и Москвинол в допустимых пределах, в течение 60 суток; -использование полимера 2 в концентрации 0,3%масс позволило также поддерживать биостойкость и физико-химические свойства всех типов испытанных СОЖ на требуемом уровне в течение 2-х месяцев испытаний;

-для синтетической СОЖ Москвинол использование и полимерных и борорганической присадок позволило обеспечить сохранение физико-химических показателей в норме в течение 60 суток;.

- полимер 2 оказывал более эффективное биоцидное действие, чем полимер

I, что может быть обусловлено наличием в его составе сорбиновой кислоты, обладающей комбинированным бактерицидно-фунгицидным действием.

II. В целом разработанный комбинированный методический подход и проведенные исследования физико-химических аспектов влияния ингибирующих свойств вновь синтезированных и существующих биоцидных присадок на сохранение физико-химических показателей различных типов СОЖ позволяют обеспечить минимизацию воздействия на окружающую среду загрязненных в процессе биоповреждения составов при следующих оптимальных концентрациях присадок: Аквабор -2,5%масс; полимер 1 - 0.5%масс; полимер 2 - 0,3%масс.

12. Разработаны практические рекомендации по производству и применению СОЖ с биоцидными присадками, а именно: принципиальная схема производства СОЖ с оценкой экономической эффективности производства по критерию показателя почасового вклада прибыли; полученные в ходе станочных испытаний результаты по продлению сроков эксплуатации СОЖ с биоцидными присадками в 2 -4 раза, что позволяет сократить объемы загрязненных стоков и уменьшить нагрузку на окружающую среду.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Горчаков, Петр Александрович, Москва

1. Топлива, смазочные материалы и технические жидкости// Под ред. В.М. Школьникова. М.: Химия, 1998,482 с.

2. Wilmott M.J., Jack T.R., Van Boven G. Pipeline stress corrosion cracking.//Corrosion, 1996, Paper №242, p. 1-19.

3. Дагаева И.Г. , Богуславец Д.Б. , Максимова А.И. Использование потенциометрического анализа для контроля процесса получения алканоламидов// Нефтепереработка и нефтехимия. Киев, 1981, в. 21, с. 56-57

4. Чередниченко Г.И., Лозовая В.И., Румянцева Т.А., Шаповал B.C. Защитные свойства смазочно- охлаждающих жидкостей// Химия и технология топлив и масел. 1986, №2, с. 13-14.

5. Стулий А.А., Шаповал Б.С., Темненко В.Т. Смазочные свойства водных растворов некоторых ПАВ и ингибиторов коррозии// Химия и технология топлив и масел. 1978, №11, с. 38-40.

6. Серов В.А., Шаповал Б.С., Стулий А.А. Свойства некоторых полиалкиленгликолей при использовании их в СОЖ// Химия и технология топлив и масел. 1976, №1, с. 16-18.

7. Маскаев А.К., Стулий А.А., Лебедев Е.В., Шаповал Б.С. Состояние и перспективы развития научных исследований в производстве синтетических СОЖ// Нефтепереработка и нефтехимия. Киев, 1983, в. 24, с. 46-48.

8. Колотов В.Ю., Кузора И.Е., Самашкин А.Л., Томин В.П. Исследования в области синтеза, технологии производства и промышленного примененияновых смазочно- охлаждающих технических средств// Нефтепереработка и нефтехимия. 2003,№6, с. 41-46.

9. Сошко А.И. Физико- химическая механика обработки твердых тел в полимерсодержащих СОЖ// В кн. : Свойства конструкционных материалов при воздействии рабочих сред. Киев, 1980, с. 232-239.

10. Устрехова О.А., Сошко А.И. Использование механо- термического эффекта при обработке металлов резанием в полимерсодержащих средах.// Физико-химическая механика материалов. 1979, №5, с. 100-101.

11. Metall Working Fluids. High Water Based Hydraulic Fluids. Trends. // Ciba-Geigy. 1990, p. 84.

12. Dentshen Castrol Industrieol: mit system besserkuhlen und glifen. //Maschine, 1984, 38, №11, p. 72-78.

13. Mariani G. Cutting coolant costs// Manuf. Eng., 1987, 99, №4, p. 37-39.

14. Higgins K.F. Cutting fluids- seen as an integral part of automated manufacture// Industrial Lubrication and Trilogy. 1987, 39, №5, p. 165-171.

15. Mosley S.E., Archibald L.C., Bowes C. Strategic development and futuretHimplications for the metalworking lubricant market// Tribology- 2000. 8 Internat. Colloquim. Esslingen, v. 2, p. 1821-1823.

16. Kipp E.M., Riddle B.L. A guide to the development of advanced metalworking lubricants. // Tribology- 2000. 8th Internat. Colloquim. Esslingen, v. 2, p. 18111814.

17. Bergey" s Manual of Determination Bacteriology. 8th ed. Baltimore. The Williams and Wilkins Co. 1974, p. 1268.

18. Method For Determination of Inherent Resistance of Aqueous Metalworking Fluid To Biodetermination// Standard International Biodetermination Research Group. OECD, Paris, 1994.

19. Standard Method for Evaluation of Antimicrobial Agents in Aqueous Metalworking Fluid// ASTME686-91.

20. ГОСТ 9.085-78. Жидкости смазочно- охлаждающие. Методы испытаний на биостойкость.- Введено с 01.07.1979.

21. Mang Т. Wassermischbare Kuhlschmierstoffe fur die Zevsparung. Grafenau: Expertvertag. 1980. c. 208.

22. Cook D.B. Handbook of Computational Quantum Chemistry. Oxford University Press: New York. 1998, p. 743.

23. Warren D.S., Seader J.D., Lewin D.R. Process Design Principles: Synthesis, Analysis and Evaluation. Wiley: New York, 1999, p. 824.

24. Lipkowitz K.B., Boyd D.B. Reviews in Computational Chemistry. Wiley-VCH: New York, 1999, v. 13, p. 426.

25. Schlecht M.F. Molecular Modeling on the PC. Wiley-VCH: New York, 1998, p. 763.

26. Зефиров H.C., Палюлин B.A. Методы QSAR/QSPR и молекулярного моделирования в дизайне новых веществ и материалов с заданными свойствами. Химия в России. Бюллетень РХО им. Д.И. Менделеева. 2000, № 8, с. 7-9.

27. Hansch С., Maloney P., FujitaT. Correlation of Biological activity of phenoxyacetic acids with Hammet constants and partition coefficients// Nature, 1962, v. 194, p. 176-180.

28. Hansch C., Leo A. Substituent constants for correlation analysis in chemistry and biology. Wiley: New York, 1979, p. 340.

29. Free S.M., Wilson J.M. A mathematical contribution to structure-activity studies// J. Med. Chem., 1964, v.7, №4, p. 395-399.

30. Стьюпер Э., Брюгерр У., Джуре П. Машинный анализ связи химической структуры и биологической активности// Пер. с англ. под ред. A.M. Евсеева. М.: Мир, 1982, с. 235.

31. Golender V.E., Rozenblit А.В. Logico-structural approach to computer- assist drug design// Drug Design, 1980, v. 9, p. 300-330.

32. Rosenblit A.B. Golender V.E. Logico- combinatorial methods in drug design. Wiley: New York, 1981, p. 351.

33. Раевский О.А. Сапегин A.M. Возможности и перспективы конструирования биологически активных веществ// Успехи химии, 1988, т. 57, в. 9, с. 15651586.

34. Валуева JI.H., Зацепин В.М. Применение математических методов для анализа связи: молекулярная структура -пестицидная активность. М.: НИИТЭхим, 1987, с. 50.

35. Тюрина JI.A., Кадыров И.Ш., Симонов В.Д. Машинный поиск закономерностей строения -биологическое действие химических соединений// Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Сер. Органическая химия. 1989, т. 18, с. 156.

36. Mutsui Т., Konotsune Т., Kawakubo К. Pesticide Chemistry. Synthesis and structure -activity relationship. Oxford Pergamon Press. 1983, v.l, p. 327-332.

37. Jurs P.C. Dixon S.L., Egolf L. In Chemometric Methods in Molecular Design, v. 2, VCH, Dusseldorf, 1995, p. 15.

38. Lewis R.A., Good A.C., Pickett. In Computer- Assisted Lead Finding and Optimization// Current Tools for Medical Chemistry. VCH, Weinheim, 1997, p. 137.

39. Oprea T.I., Rurunczi L., Moret E.E. In Trends in QSAR and Molecular Modelling. ESCOM, Leiden, 1993, p. 398.

40. Smith R.M., Pearlman P.S. In QSAR and Molecular Modelling. Concepts, Computational Tools and Biological Application. Barcelona, 1995, p. 222.

41. Palyulin V.A., Radchenko E.V., Zefirov N.S. Molecular Field Topology Analysis Metod in QSAR Studies of Organic Compounds// J. Chem. Inf. Comput. Science, 2000, 40 (3), p. 659-667.

42. Поройков B.B. Компьютерное предсказание биологической активности веществ// Химия в России. Бюллетень РХО им. Д.И. Менделеева, 1999, № 2, с. 812.

43. Poroikov V., Filimonov D., Ihfenfeldt W.-D. atall. Pass Biological Activity Spectrum Predictions in the Enhanced Open NCI Database Browser// J. Chem. Inf. Comput. Science, 2003, 43 (1), p. 228-236.

44. Golbraikh A., Tropsha A. QSAR Modeling Using Chirality Descriptors Derived from Molecular Topology// J. Chem. Inf. Comput. Science, 2003, 43 (1), p. 114-154.

45. Devillers J., Balaban A.T. Topological Indiced and Related Descriptors in QSAR and QSPR. Singapore, 1999, p. 811.

46. Hartsough D., Yasri A. Toward an Optimal Procedure for Variable Selection and QSAR Model Building// J. Chem. Inf. Comput. Science, 2001, 41 (1), p. 1218-1227.

47. Kauffman G.W., Jers P.C. QSAR and k- Nearest Neighbor Classification Analysis of Selective Cyclooxygenase- 2 Inhibitors Using Topologically-Based Numerical Descriptors// J. Chem. Inf. Comput. Science, 2001, 41 (1), p. 1553-1560.

48. Devillers J. Comparative QSAR. Washington, DC, 1998, p. 371.

49. Poroikov V., Filimonov D., Borodina Y.V. atall. Robustness of Biological Activity Spectra Predicting by Computer Program PASS for Noncongeneric Sets of Chemical Compounds// J. Chem. Inf. Comput. Science, 2000, 40 (6), p. 1349-1355.

50. Sztandera L.M., Trachman M., Bock C. atall. Soft Computing in the Design of Nontoxic Chemicals// // J. Chem. Inf. Comput. Science, 2003, 43 (1), p. 189198.

51. Bringmann G., Rummey C. 3D QSAR Investigations on Antimalarial Naphthylisoquinoline Alkaloids //J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003, 43(1), pp. 304-316.

52. Ertl P. Cheminformatics Analysis of Organic Substituents // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003, 43(2), pp. 374-380.

53. Faulon J.-L., Visco D.P., Pophale R.S. The Signature Molecular Descriptor. 1. Using Extended Valence Sequences in QSAR and QSPR Studies // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003, 43(3), pp. 707-720.

54. Lucic В., Nadramija D., Basic I., Trinajstic N. Toward Generating Simpler QSAR Models: Nonlinear Multivariative Regression Versus Several

55. Neural Network Ensembles and Some Related Methods // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003, 43(4), pp. 1094-1102.

56. Galvez J. Prediction of Molecular Volume and Surface of Ackanes bu Molecular Topology // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003, 43(4), pp. 12311239.

57. Chung K.-T.,Kirkovsky L., Purall W.P. // Mutat. Res., 1997, 1.

58. Montanari C.A., Tute M.S. // Qantum Struct.-Act. Relat., 1997, 16, 480.

59. Nezu Y., Wada N., Yoshida F., Fujita at all. // Pestic. Sci., 1998, 52, 343.

60. Kubinyi H. // Drug Design Today, 1997, 2, 457.

61. Avidon V.V., Pomerantsev I.A., Golender V.E., Rozenblit A.B. Structure Activity Relationship Oriented Language for Chemical Structure Representation // J. Chem. Inform. Comput. Sci., 1982, 22(4), pp. 207-214.

62. WeiningerD. // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 1988, 28, 31.

63. Drefahl A., Reinhard M. // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 1993, 33, 886.

64. Agarwal K.K., Gelernter H.L. // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 1994, 34, 463.

65. Авидон B.B., Голендер B.E., Розенблит А.Б. // Методы представления и обработки структурной информации для анализа связи структура-активность. Рига. 1981, с.8.

66. Раевский О.А., Сапегин A.M., Чистяков В.В., Соловьев В.П., Зефиров Н.С. // Координац. химия, 1990, 16, 1175.

67. Avidon V.V., Raevsky О.A., Arolovich V.S., Zhdanov R.I. // In Bioactive Spin Labels. Springer-Verlog : Berlin, 1992, c.549.

68. Баренбойм Г.М., Маленков А.Г. // Биологически активные вещества. М. .-Наука, 1986, с.90.

69. Paeva I., Golovinsky Е. // Quantum Struct-Act. Relat., 1990, 9, 16.

70. Ormerod A., Willet P., Bawden D. // Quantum Struct.-Act. Relat., 1990, 9, 16.

71. Dubois J.E., Loukianoff M., Mercier C. // J. Chim. Phys., 1992, 89, 1493.

72. Martin E.J., Blaney J.M., Siani M.A. at all. // J. Med. Chem., 1995, 38, 1431.

73. Bohm H.-J. // In Computer-Assisted Lead Finding and Optimization. VCH, Weinheim, 1997, p. 125.

74. Wisswesser W.J. // The Wisswesser Line-Formula Chemical Notation. Mc Grow-Hill: New York, 1968.

75. Раевский О. А. Дескрипторы молекулярной структуры в компьютерном дизайне биологически активных веществ // Успехи химии, 1999, 68(6), с. 555-575.

76. Применение теории графов в химии // Под ред. Н.С. Зефирова, С.И. Куганова. Новосибирск, 1988, 306с.

77. Станкевич М.И., Станкевич И.В., Зефиров Н.С. // Успехи химии, 1988, 57, 337.

78. Рувре Д. // В кн.: Химические приложения топологии и теории графов. //Под. ред. Р. Кинга. Москва, Мир, 1987, с. 181.

79. Голендер В.Е., Розенблит А.Б. Вычислительные методы конструирования лекарств. Рига: Зинатне. 1978,238с.

80. Rubin V., Willet P. // Anal. Chim. Acta. 1983, №84, pp. 79-103.

81. Гитлина JI.С., Голендер В.Е., Розенблит А.Б. Метод отбора топологических и топографических признаков биологической активности // Химико-фармац. журн., №7, с. 48-52.

82. Гитлина Л.С., Соусинь А.Э., Голендер В.Е., Розенблит А.Б., Дубур Г.Я. // Химико-фармац. журнал., 1984, №7, с. 839-844.

83. Кофман A.M., Голендер В.Е., Скорова А.Э., Розенблит А.Б., Германе С.К. // Химико-фармац. журн., 1984, №5, с. 583-588.

84. Игнатович Л.Г., Гитлина Л.С., Струпулис Б.Г., Фрейманис Я.Ф., Голендер В.Е., Розенблит А.Б. // Химико-фармац., журн., 1987, №10, с.1216-1220.

85. Теплов В.М., Тюрина Л.А., Парамонов Ю.С., Базунова Г.Г. // Физиол. актив, вещества, 1985, №17, с.88-93.

86. Зарудий Ф.С., Тюрина Л.А., Икрина М.А. и др. // Химико-фармац. журн., 1988, №2, с. 199-207.

87. Iskandarov S.I., Tiurina L.A., Kadyrov Sh.Sh. // Abstr. the 6-th Inf. Cong. Of Pesticide Chem. Ottawa: 1986, pp. 10-18.

88. Тюрина Л.А., Кадыров И.Ш. // Узб. хим. журн., 1985, №2, с. 1822.

89. Кадыров И.Ш., Тюрина Л.А., Симонов В.Д., Семенов В.А. Машинный поиск химических препаратов с заданными свойствами. Ташкент: 1989,143 с.

90. Estrada Е. Generalized Spectral Moments of the Iterated Line Graphs Sequence. A Novel Approach to QSPR Studies // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 1999, 39(1), pp. 90-95.

91. Ren В., A new Topological Index for QSPR of Alkanes // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 1999, 39(1), pp.139-143.

92. Katritzky A., Tamm Т., WangY., Karelson M. QSPR Treatment of Solvent Scales // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 1999, 39(4), pp. 684-691.

93. Cocchi M., Benedetti P.G., Seeber R. at all. Development of QSPR using Calculated Description for the Prediction of the Physicochemical Properties of a Series of Organic Solvents // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 1999, 39(6), pp. 1190-1203.

94. Stanton D.T., Development of a QSPR Model for Estimating Normal Boiling Points of Small Multifunctional Organic Molecules // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2000, 40(1), pp 81-90.

95. Ivanciuc О., Ivanciuc Т., Cabrol-Bass D., Balaban A.T. Evaluation in QSPR Models of Structural Descriptors Derived from Information-Theory Operators // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2000, 40(3), pp. 631-643.

96. Mc Clelland H.E., Jurs P.C. QSPR for Prediction of Vapor Pressure Organic Compounds from Molecular Structure // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2000, 40(4), pp. 967-975.

97. Schweitzer R.C., Morris J.B. Improved QSPR for the Prediction Dielectric Constants for a Set Diverse Compounds by Subsetting of the Data Set // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2000, 40(5), pp. 1253-1261.

98. Ignatz-Hoover F., Petrukhin R., Karelson M., Katritzky A.R. QSPR Correlation of Free-Radical Polimerization Chain-Transfer Constants for Styrene // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2001, 41(2), pp. 295-299.

99. Kaufman G.W., Jurs P.S. Prediction of Surface Tension, Viscosity and Thermal Conductivity for Common Organic Solvents Using QSPR // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2001, 41(2), pp. 408-418.

100. Katritzky, Petrukhin R., Karelson M. QSPR Analysis of Flash Point // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2001, 41(6), pp. 1521-1530.

101. Zefirov N.S., Palyulin V.A., Fragmental Approach in QSPR // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2002, 42(5), pp. 1112-1122.

102. Katritzky A.R., Lomaka A., Petrukhin R. at all. QSPR Correlation of the Melting Point for Pyridinium Bromides, Potential Ionic Liquids // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2002, 42(1), pp. 71-74.

103. Puri S., Chickos J.S., Welsh W.J. 3D-QSRP Models for Prediction of Thermodinamic Properties of Polychlorinated Biphenyls // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003,43(1), pp. 55-62.

104. Bosque R., Sales J. A QSPR Study of O-H Bond Dissociation Energy in Phenols // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003,42(2), pp.637-642.

105. Bosque R., Sales J., Bosch E. at all. A QSPR Study of the Solute Polarity Parameter to Estimate Retention in HPLC // J. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003,43(4), pp.1240-1247.

106. Fishtik I., Datta R. A Stoichiometric Approuch to QSPR //j. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003, 43 (4), pp. 1259-1268

107. Molchanova M. S., Pivina T. S., Arnautova E.A., Zefirov N.S. Computer-aided search for high-density energetic compounds among hydrogen-free heterocycles // Theochem, 1999, 465, 11-24

108. Поролло А.А., Душников Д.Е., Пивина T.C., Ившин В.П., Зефиров Н.С. Компьютерное моделирование реакций термического распада алкилнитратов // Изв. АН., Сер. хим., 1999, (10), 1869-1880.

109. Molchanova M.S., Zefirov N.S. Irredundant generation of isomeric molecular structures with some known fragments // j. Chem. Inf. Comput. Sci., 1998,38(1), 8-22

110. Tratch S.S., Zefirov N.S. Systematic search for new types of chemical intereonversions: mathematical models and some application //j. Chem. Inf. Comput. Sci., 1998, 38 (3), 331-348

111. Баскин И.И., Гальберштам H.M., Палюлин В.А., Зефиров Н.С. Компьютерная реализация искусственных нейронных сетей для решения задач по выявлениию связи «структура — свойство» // Информационные технологии, 1997, 9, 2730

112. Зефиров Н.С., Палюлин В.А., Радченко Е.В. Метод анализа топологии молекулярного поля в исследованиях количественной связи между структурой и активностью органических соединений // Доклады АН, 1997, 352 (5), 630-633

113. Зефирова О.Н., Зефиров Н.С. Об истории возникновения и развития концепции биоизостеризма // Вестник МГУ. Химия, 2002, т. 43, №4

114. Zefirov N.S., Palyulin V.A. QSAR for Boiling Points of "Smal" Sulfodes //j. Chem. Inf. Comput. Sci., 2001,4 1(4), pp. 1022-1027

115. Lipkowitz K.B., barter R., Cundari T.R. Reviews in Computional Chemistry. Wiley-VCH: New York, 2003, v. 19, 393 pp.

116. Mazzatorta P., Benefenuti E., Neagu C.-D., Gini G.C. Tuning Neural and Fuzzy-Neural Networks for Toxicity Modeling //j. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003, 43 (2), pp. 513-518

117. Manallack D.T., Tehan B.G., Gancia E. at all. A Consensus Neural Network-Based Technique for Discriminating Soluble and Poorly Soluble Compaunds //j. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003, 43 (2), pp. 674-679

118. Douali L., Villemin D., Cherqaoui D. Neural Networks: Accurate Nonlinear QSAR Model for HEPT Derivatives II. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003, 43 (4), pp. 1200-1207

119. Tetko I.V. Neural Network Studies. Intoduction to Associative Neural Network II. Chem. Inf. Comput. Sci., 2002, 42 (3), pp. 717-728

120. Mishra R.K., Garcia-Domenech R., Galvez J. Getting Discriminant Functions of Antibacterial Activity from Physicochemical and Topological Parametres II. Chem. Inf. Comput. Sci., 2001,41 (2), pp. 387-393

121. Cronin M.T.D., Aptula A.O., Dearden J.C. at all. Structure-Based Classification of Antibacterial Activity II. Chem. Inf. Comput. Sci., 2002, 42 (4), pp. 896-878

122. Heidorn Ch.J.A., Rasmussen K., Hansen B.G. at all. IUCLID: An Information Management Tool for Existing Chemical and Biocides // j. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003, 43 (3), 779-786

123. Talele T.T., Kulkarni S.S., Kulkarni V.M. Development of Pharamacophore Alignment Models as Input for Comparative Molecular Field Analysis of a Diverse Set of Azole Antifungal Agents// j.Chem. Inf. Comput. Sci., 1999, 39(6), pp. 958-966

124. Nino M.V., Daza E.E., Tello M. A Criteria to Classify Biological Activity of Benzimidazoles from a Model of Structural Similarity // j. Chem. Inf. Comput. Sci., 2001,41 (3), pp. 495-504

125. Кадыров И.Ш., Лившиц Н.Д., Атакузнев А.А. и др. Фунгициды. Ташкент, 1980, с. 5-33

126. Tosato M.L., Cesareo D., Marchini S. // Abstr. The 6th Inf. Congr. Of Pest. Chem., Ottawa: 1986, 1С 42

127. Delgado E.J., Alderete J.B. Prediction of Henry's Low Constants of Chemical Continuum Solvations Models // j. Chem. Inf. Comput. Sci., 2003, 43 (4), pp. 1226-1230

128. Тюрина Л.А., Семенов B.A., Немерюк М.П. // Химико-фармацевтический журнал, 1985, №9, с. 1080-1086

129. Foltz G. Health, Safety and Enviromental Issues // Conference Metalworking Fluid Health and Enviromental, 2003, Munich, Germany

130. Rossmoore H.W., Rossmoore L.A., Cuthber C., Cribbs C.E. Detection and Control of Mycobacterium sp. In Metalworking Fluids // Presentation: Society of Tribologists and Lubrication Engineers. May 19 23, 2002, Houston

131. Passman F.J., Rassmoore H.W. Reassessing the Health Risks Associated with Employee Exposure of Metalworking Fluid Microbe // Lubrication Engrg. 2002, 58 (7), pp. 30-38

132. European Commission: Technical Guidance Document (TGD) in support of Commission Directive 93/67/EEC on risk assessment for new notified substances. № 1488/94, part IV (1996)

133. Emission Scenario Document Metal Extraction, Refining and Processing Industry 1C8, Subcategory Metal Processing. Umweltbundesamt (UBA), Berlin, 2001

134. DECD: Emission Scenario Document: Lubricants and lubricant additives. 2001

135. Harmonisation of Environmental Emission Scenarios. Biocides: Pt. 13 — Metalworking Fluid Preservatives. // European Commission DG ENV/RIVM, 2003

136. Baumann W., Hesse K., Pollkdsner D. at all. Gathering and Review of Environmental Emission Scenarios for Biocides (EUBEES) // INFU, University of Dortmund. UBA. Berlin, v. 2000

137. Rossmoore H.W. Biocides for Metalworking Lubricants and Hydraulic Fluids // Handbook of Biocide and Preservative Use. Londol, 1995, pp. 133-184

138. Gorchakov P.A., Ivanov A.A., Chulok A.I. Protection of environment in processes of biodamage of lubricating oil products // 16th Internat. Congress of Chemical and Process Eng., 22-26 August, 2004, Prague, Pt. 7.54, pp 1903 1904.

139. A.I. Chulok, A.A. Ivanov, P.A. Gorchakov. Logical-combinatory Method of Forecasting of Inhibiting Properties if Biocidal Additives // Internat. Symp. On Advances in Synthetic, Combinatorial and Medicinal Chemistry, May 5-8, 2004, Moscow.

140. Штильман М.И. Введение в технологию полимеров медико-биологического назначения. М.: РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2000,с. 247

141. Штильман М.И., Tzatzarakis М., Лоттер М.М., Tsatsukis A.M. Полимерные фунгициды // Высокомолекулярные соединения, Серия Б., 1999, т. 41, №8, с. 1363-1376

142. Афиногенов Г.Е., Панарин Е.Р. Антимикробные полимеры. // СПб.: Гиппократ, 1993

143. Садовский С.Н., Ловягин Д.А., Шашкова И.М., Штильман М.И. Полимерные амиды биологически активных карбоновых кислот // Сб.: "Успехи в химии и химической технологии", т. 16, РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2002, № 3, с. 61

144. Pyriadi Т.М., Mutar Е.Н. И. Polym. Sci. Polym. Chem. Ed., 1980, v. 18, №8, pp. 2535-2541

145. Коршак B.B., Виноградова C.B., Корчевей М.Г., Кульчицкий В.И. // Высокомолекулярные соединения, 1996, т. 8, № 1, с. 109-114

146. Федорцева В.В., Идлис Г.С., Шварц Е.М. и др. Взаимодействие НЗВОЗ с 3-метил-1,3,5-пентантриолом // Журнал органический химии, 1994, т. 64, в. 1, с. 138-141

147. Федорцева В.В., Идлис Г.С., Шварц Е.М. и др. Взаимодействие Н3ВО3 с гидроксиалкил-1,3-диоксанами // Журнал органический химии, 1994, т. 64, в. 11, с. 1798-1800.

148. Tzatzarakis M.N., Tsatsakis A.M., Lotter M.M. at all. Effect of novel water-soluble polymeric forms of sorbic acid against Fusarium oxysporum // Food Additives and Contaminants, 2000, v. 17, № 12, pp. 965-971