name: Нитрование сульфатного лигнина в гомогенных условиях
keyword_list: сульфатный лигнин азотная кислота ацетилнитрат 1,4-диоксан электронная спектроскопия
abstract: Цель работы – изучение нитрования сульфатного лигнина азотной кислотой и ацетилнитратом в гомогенных условиях и разработка способов синтеза нитропроизводных. 
  Выполнение исследования предполагало решение следующих задач: 
  – изучение механизмов и факторов нитрования сульфатного лигнина на свойства нитрованного продукта; 
  – оценить влияние сольватации азотной кислоты в различных растворителях на нитрование;
  – исследовать физико-химические свойства продуктов нитрования сульфатного лигнина; 
  – предложить направления практического использования продуктов нитрования сульфатного лигнина;
  В первой главе диссертационной работы сделан аналитический обзор научной литературы по исследуемой теме.
  Во второй главе представлена информация о методах исследований, которые применил автор.
  В третьей главе представлены результаты экспериментальных исследований. Первоначально были проведены исследования по нитрованию сульфатного лигнина в гомогенных условиях азотной кислотой в водно-диоксановой среде. Изучены такие факторы как продолжительность реакции, расход нитрующего реагента и температура. Показано, что особенностью нитрования сульфатного лигнина является наличие индукционного периода. Основываясь на известных результатах изучения и теоретического обоснования особенностей нитрования низкомолекулярных ароматических соединений предположено, что эффект индукционного периода также связан с окислительно-восстановительными превращениями с участием азотистой кислоты, а продолжительность его уменьшается с увеличением температуры. Прямое доказательство получено при нитровании сульфатного лигнина в гомогенных условиях азотной кислотой с добавкой небольшого количества нитрита натрия. С помощью молекулярной спектроскопии (появление характерных для нитрогрупп полос поглощения) и результатов элементного анализа получены дополнительные доказательства нитрования сульфатного лигнина, в ходе которого в макромолекулах лигнина появляется одна нитрогруппа на 1,5...2 фенилпропановых единицы лигнина.
  В заключительной части этого раздела представлены данные определения теплового эффекта сольватации при смешении азотной кислоты с различными растворителями: ДМФА; ДМСО; этанол; диоксан; вода; ТГФ; ацетонитрил и уксусная кислота. Энтальпия смешения азотной кислоты с различными растворителями находится в диапазоне от 0.8 Дж/ммоль азотной кислоты (для уксусной кислоты) до 28,9 Дж/ммоль азотной кислоты (для диметилформамида).
  При смешении с органическими растворителями ацетилнитрата повышение температуры смеси примерно в 2...3 раза меньше.
  Далее, было исследовано нитрование сульфатного лигнина ацетилнитратом в ряде апротонных растворителей. Установлено, что как в первом случае нитрование 
  проходит в гомогенных условиях. С увеличением расхода ацетилнитрата происходят более глубокие изменения в электронных спектрах ионизации, уменьшается интенсивность полос поглощения, обусловленных фенольными гидроксильными группами, и увеличивается интенсивность полосы поглощения нитрогруппы при 433 нм. Нитрование ацетил нитратом проходит с большой скоростью. Основные процессы завершаются в течение 2...5 мин.
  Влияние вида апротонного растворителя показано в экспериментах с использованием ТГФ, ДМСО и диоксана. При использовании ТГФ нитрование проходит, как и в случае нитрования азотной кислотой после индукционного периода. Наиболее медленно нитрование ацетилнитратом протекает в ДМСО, а при использовании диоксана реакция проходит без индукционного периода.
  Продолжительность индукционного периода при нитровании с применением ТГФ плавно снижается с ростом температуры. Содержание азота в нитрованных сульфатных лигнинах достигает 2,4 % при использовании диоксана. Ускоряющее действие добавки нитрита натрия проявляется только при нитровании в ДМСО.
  В третьем разделе экспериментальной части представлены результаты исследования одного из возможных направлений практического использования нитрованного сульфатного лигнина. В качестве такого направления выбрана нанотехнология - синтез коллоидных растворов серебра. Экспериментально доказано, что нитрованный сульфатный лигнин обладает значительно отличающимися свойствами по сравнению с исходным сульфатным лигнином. Нитрование приводит к проявлению у нитрованного сульфатного лигнина способности выступать в роли высокомолекулярного стабилизатора коллоидного раствора серебра. Проведенные исследования позволили определить оптимальные условия синтеза коллоидного серебра за счет окислительно-восстановительной реакции катионов серебра с глюкозой в присутствии добавок нитрованного сульфатного лигнина. Изучение коллоидных растворов показало, что в присутствии нитрованного сульфатного лигнина они сохраняют устойчивость не менее 3-х месяцев, тогда как в присутствии исходного сульфатного лигнина образуется коллоидный раствор, который уже через несколько дней начинает расслаиваться. С помощью квантовой корреляционной спектроскопии доказано, что при длительном хранении размер коллоидных части практически не меняется.
  В заключительном разделе экспериментальной части приведены результаты разработки фотометрического определения сульфид-ионов в водной среде с использованием в качестве цветореагента коллоидного раствора серебра. Построены градуировочные зависимости и оценена воспроизводимость фотометрической реакции, которая находится в интервале 0,4...3,5 %.
chairman_dissertation_council.name: Константин
chairman_dissertation_council.surname: Боголицын
chairman_dissertation_council.patronymic: Григорьевич
chairman_dissertation_council.position: заведующий кафедры теоретической и прикладной химии, Высшая школа естественных наук и технологий; — главный научный сотрудник отдела целевых научных программ и проектов, Научно-исследовательское управление
chairman_dissertation_council.degree: Доктор химических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: AAA-6432-2019
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6602102321
chairman_dissertation_council.rinc_id: 57851
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0002-4055-0483
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Елена
organization_supervisor.surname: Кудряшова
organization_supervisor.patronymic: Владимировна
organization_supervisor.position: ректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 66.45.47
rubrics.name: Получение и использование побочных продуктов целлюлозно-бумажной промышленности
oecds.code: 02.10.NS
oecds.name: NANOSCIENCE & NANOTECHNOLOGY
oecds.code: 01.04.UY
oecds.name: POLYMER SCIENCE
oecds.code: 01.04.EE
oecds.name: CHEMISTRY, ORGANIC
speciality_codes.name: Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины
speciality_codes.code: 05.21.03
supervisors.fio: Хабаров Ю.Г.
supervisors.scientific_degree: Доктор химических наук
supervisors.speciality_code: Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Сашина Е.С.
opponents.scientific_degree: Доктор химических наук
opponents.speciality_code: Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Хвиюзов С.С.
opponents.scientific_degree: Кандидат химических наук
opponents.speciality_code: Технология и оборудование химической переработки биомассы дерева; химия древесины
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО "СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА", СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА, САФУ, САФУ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА"
protection_organization.ogrn: 1022900517793
protection_organization.supervisor_name: ЕЛЕНА
protection_organization.supervisor_surname: КУДРЯШОВА
protection_organization.supervisor_patronymic: ВЛАДИМИРОВНА
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО "СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА", СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА, САФУ, САФУ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "СЕВЕРНЫЙ (АРКТИЧЕСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА"
author_organization.ogrn: 1022900517793
author_organization.supervisor_name: ЕЛЕНА
author_organization.supervisor_surname: КУДРЯШОВА
author_organization.supervisor_patronymic: ВЛАДИМИРОВНА
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения