RTU zinātniskie raksti

Materiālzinātne un lietišķā ķīmija 10. sējums 2005.g.

 

SATURS

 

A. Zemcova, M. Drille, A. Timofejeva

Halogenozes, timīna, di-toliltimidīna un timidīna kvantitatīva satura UV-spektrofotometriskā noteikšana

Dotajā darbā aprakstītas jaunas analīzes metodes halogenozes, timīna, ditoliltimidīna un timidīna kvantitatīvai noteikšanai ar UV-spektrofotometrijas metodi. Kā šķīdinātāji vielu analīzei izmantoti hloroforms (halogenozei), acetonotrils (timīnam, ditoliltimidīnam) un ūdens (timidīnam), tā atšķirot sintēzes starpproduktus no gala produkta. Absorbcijas maksimumi ir izteikti un vielu analīzes gaitā nemainīgi. Visas aprakstītās UV-spektrofotometrijas metodes var izmantot gan timidīna un tā ražošanas starpproduktu minimālās koncentrācijas noteikšanai, gan pamatvielas kvantitatīvai noteikšanai. Visām metodēm ir apmierinoša atkārtojamība, kā arī tās ir viegli izpildījamās.

 

G. Karlivāns, R. Valters

2-Heteroarilamino-5-hidroksi-4,6,7-trihlor-2,3-dihidrobenzo[b]furānu acetilēšana

Realizēta. 2-heteroarilamino-5-hidroksi-4,6,7-trihlor-2,3-dihidrobenzo[b]furānu (Heteroaril = tetrazol-5-il, 1,2,4-triazol-3-il, 2-tiazolil, 2-pirimidil) acetilēšana vienādos apstākļos (karsē acetanhidrīdā pie 100  0C ortofosforskābes klātbūtnē 1 stundu). Iegūst attiecīgi 5-acetoksi-4,6,7-trihlorbenzo[b]furānu, 5-acetoksi-2-[N-acetil-N-(1,2,4-triazol-3-il)]amino-4,6,7-trihlor-2,3-dihidrobenzo[b]furānu, 2-[N-acetil-N-2-(2,5-diacetoksi-3,4,6-trihlor-fenil)etenilamino]tiazolu un 2-[N-2-(2,5-diacetoksi-3,4,6-trihlorfenil)etenilamino]pirimidīnu. Tādejādi reakcijas produktu struktūras ir atkarīgas no heterocikla fragmenta izejvielas molekulā.

 

A. Kantautas, D. Palubinskaite, R. Pranckevičiute

Kalcija hidrosilikāta sintēze, izmantojot izejmateriālu mehānisko aktivāciju

Sintezēti tobemarīta grupas minerāli ar kristāliskajā režģī ievadītiem [Al3++Na+] joniem, izmantojot nemaltus un koloidālās dzirnavās maltus sākuma maisījumus. Kalcija hidrosilikātu sintēze norit intensīvāk, ja tiek izmantoti koloidālās dzirnavās malti sausie maisījumi, jo veidojas savienojumi ar augstāku kristāliskuma pakāpi. Šajā gadījumā tobermarīts veidojas pēc 24 stundām. Iespējams, to nosaka apstāklis, ka maļot koloidālās dzirnavās SiO2, CaO un Al2O3 maisījumu, veidojas atsevišķi aktīvi centri, kuri sekojošās hidrotermalās apstrādes laikā veicina tobermarīta veidošanos. Eksperimenta apstākļos tobermarīts veidojās intensīvā,k kad sākuma virsma bija mazāka par 547 m2/kg. Izmantot izejas komponentus ar mazāku virsmu nav lietderīgi, jo parādās C – S – H(I) stabilizējošā ietekme uz tobermarīta veidošanās kinētiku.

 

M. Plotniece, V. Kampars

Jaunas tetratiafulvalēna-fullerēna C60 (TTF-C60) donorakceptorās sistē­mas

Tetratiafulvalēna (TTF) atvasinājumu spēcīgā elektronakceptorā daba, spēja veidot stabilus katjon­radikā­ļus, stabilitāte ķīmiskajās reakcijās un fullerēna C60 elektronakceptorās īpašības un spēja apgriezeniski saistīt līdz pat sešiem elektroniem padara šos savienojumus par piemērotām izejvielām jaunu donor-akceptoro (TTF-C60) sistēmu sintēzē. Apskatā apkopoti literatūras dati gan par kovalenti saistītu, gan abus aktīvos fragmentus sa­tuvinot ar ūdeņražasaites palīdzību mērķtiecīgi veidotu donora-akceptora pāru sintēzi un to fizikāli-ķīmisko īpašību maiņu.

 

A. Palaima, J. Straukas, Z. Staniulyte, A. Klimavičius, R. Sirutkaitis

Nα-[p-(3,3-dimetil-1-triazeno)benzoil-hidroksi un metaksi-m-nitrofenilanilīna kālija sāļu sintēze un īpašības

Kondensējot atbilstošus N-(dihlorofosforil)-amino savienojumus ar dimetilamīnu, dietilamīnu, piperidīnu un morfolīnu sintezēta virkne N-(tetraalkildiamidofosforil)-cikloheksilamīni, -anilīni un benzamīdi. Šo savienojumu spēja veidot ūdeņraža saites pētītas ar IS spektroskopijas un 1H KMR metodēm.

 

J. Kreicberga, E. Jēčs, V. Kampars

4-Nitro-4’-[N,N-bis(2-hidroksietil)amino]azobenzola atvasinājumu sintēze ”viesis-saimnieks” tipa materiāliem

Aprakstīta tādu 4-nitro-4’-[N,N-bis(2-hidroksietil)amino]azobenzola atvasinājumu sintēze, kuri molekulas donorajā daļā satur dažāda garuma (C1, C4, C8) alkoksigrupas, bet akceptorajā - vienu vai vairākas ciano grupas. Parādīts, ka oktiloksigrupas ievadīšana 3’ vietā visvairāk palielina savienojuma šķīdību nepolāros šķīdinātājos un līdz ar to savienojumu potenciālo savietojamību ar nepolāru matricu „viesis-saimnieks” tipa materiālos. Sintezēto savienojumu struktūras apstiprinātas ar UV un PMR spektriem.

 

T. Borisova, R. Belousova, R. Ignaša

Borselektīva elektroda ar šķidro membrānu izatavošana

Kā membrānas aktīvās vielas modelis tika izvēlēts 3-metil-butāndiols-1,3. Tas ir lēts un viegli pieejams reaģents, kura ekstrakcijas īpašības ir labi izpētītas. Šķidra membrāna: 3-metil-butāndiols-1,3 hloroformā dod lineāru elektroda atsauci bora koncentrācijas intervālā no 10-4 līdz 0.1 M skābā vidē. Slīpuma koeficients ir ap 30 mV uz H3BO3 koncentrācijas dekādi.

 

V. Kampars, S. Ratjeva

Rapšu eļļasmetilesteru degradācijas fluorescences spektroskopijas pētījumi

Lai atrastu ātru un vienkāršu biodīzeļdegvielas kvalitātes monitoringa tehniku, pētīti biodīzeļdegvielas totālās luminiscences un konvencionālie spektri 400-800 nm rajonā pirms un karsēšanas laikā pie 200 un 250 oC. Fluorescences raksturojumi biodīzeļdegvielas degradācijas laikā mainās būtiski un totālās luminescences spektri ir ļoti jūtīgs un uzskatāms kvalitātes indikators. Garo viļņu rajonā novēro ne tikai pigmentu degradāciju, bet arī pigmentiem līdzīgu savienojumu veidošanos. Praktiskam kvantitatīvam monitoringam visvairāk piemērota liekas reakcijas sākuma ātrumu noteikšana augošas fluorescences intensitātes rajonos. 

 

R. Kārkliņš, J. Lemba, K. Kārkliņš

Mikroelementu asimilācija citronskābes biosintēzē ar Aspergillus niger

Citronskābās fermentācijas procesā pārbaudīta dažu mikroelementu ietekme  Aspergillus niger micēlija attīstībā un skābes biosintēzē. Cinka klātbūtne 0,5-1,5mg% Cinka sulfāta melases fermentējamos šķīdumos paaugstina citronskābes iznākumu līdz 32%. Vara, mangāna, kadmija sāļu piedevas pat līdz 0,1mg% pazemina skābes aktivitāti par 20%. Bors, alumīnijs, svins citronskābes procesu neietekmē.

 

I. Rāviņa, Z. Tetere, D. Zicāne

Aizvietotu 1,2-dihidrohinazolīn-4-onu sintēzes no 2-aminobenzoskābes hidrazīda atvasinājumiem

Nolūkā sintezēt vielas ar pretdrudža  un sedatīvu aktivitāti 2-aminobenzoskābes N’-(2-fenil-1-hidroksikarbonil-4-metil)cikloheksenilhidrazīdu reakcijās ar 2-tiofēn-, 2-furān-, 4-piridīn-, 3-piridīn- un 2-piridīnaldehīdiem iegūti atbilstoši 1,2-dihidrohinazolīn-4-oni.

 

Z. Veide, M. Dobelis, I. Knēts, J. Laizāns, V. Vītiņš

Cilvēka žokļa kompakto kaulaudu šļūde

Darbā pētīta cilvēka apakšžokļa kompakto kaulaudu aktīvā šļūde ilglaicīgās statiskās spiedes eksperimentā. Paraugi iegūti no pieciem 49 līdz 56 gadu vecu cilvēku apakšžokļiem. Eksperimentu rezultātā noteiktas šļūdes deformācijas, kuru lielums ir atkarīgs no parauga lokalizācijas un sprieguma. Šļūdes deformācijas eksperimentālie dati 15 paraugiem tika aproksimēti ar eksponenciālo funkciju divos variantos – ar divām un trim eksponentēm, katram paraugam atsevišķi. Novērtējot iegūtos rezultātus, atmesti paraugi ar krasi atšķirīgiem datiem, ko var saistīt ar mehānisko un bioloģisko faktoru ietekmi. Aproksimējot paraugu grupu ar divām un trim eksponentēm un kopējām šļūdes vienādojuma konstantēm, labi rezultāti tika iegūti 5 paraugiem. Iegūtos rezultātus var izmantot apakšžokļa kaula matemātiskā modeļa izstrādāšanai, ar mērķi optimizēt un uzlabot ārstēšanas procesu.


V. Vītiņš, V. Filipenkovs, I. Knēts, J. Laizāns

Fizioloģiski mitru kompakto kaulaudu biomehāniskās  īpatnības cikliskā trīspunktu lieces slogojumā

Eksperimentāls darbs fizioloģiski mitra liellopa lielo stobrveida kaulu kompaktās daļas materiāla mehānisko parametru īpatnību noteikšana to pakļaujot cikliskā trīspunktu lieces slogojumā. Darbā dots eksperimentālo iekārtu apraksts un iegūtie rezultāti.

 

I. Sevastjanova. U. Stirna, D. Zeltiņa

No augu eļļas polioliem iegūto putu poliuretānu - izocianurātu termodestrukcija

Iegūti putupoliuretāni, kuros poliolkomponents ir rapšu eļļas un trietanolamīna esteris. Mainot NCO/OH grupu attiecību, poliuretāna makromolekulārajā matricā ievadītas izocianurātu struktūras. Veicot termogravimetrisko analīzi, noskaidrota izocianurātu struktūru ietekme uz putuplastu termonoturību. Iegūto putupoliuretānu – izociānurātu termogravimetriskās līknes salīdzinātas ar praksē plaši pielietotu putu materiālu termogravimetriskajām līknēm.

 

L. Sīle, A. Krauze, A. Zicmanis, G. Duburs

Aza- un oksa-Mihaela adukti – svarīgi atslēgas savienojumi 6-alkiltio-1,4-dihidropiridīnu sintēzei

Iegūti stabili 2-[(fenil)(piperidīn-1-il)metil]malonskābes dimetilesteris (6) un 2-[(fenil) (metoksi)metil]malonskābes dimetilesteris (9). Atšķirībā no 2-benzilidēnmalonskābes dimetilestera (5) 2-benzilidēnciānoetiķskābes metilesteris (7) (viena estera grupa modificēta par ciāno grupu) neveido stabilu aza-Mihaela aduktu. Šie rezultāti un arī literatūras dati norāda, ka nepieciešami sistemātiski pētījumi par aza- un oksa-Mihaela aduktu stabilitāti. Tā kā literatūrā ir aprakstītas metodes enantiobagātinātu aza-Mihaela aduktu iegūšanai un parādīts, ka racemiska aza-Mihaela adukta aizvietošanas reakcijā ar C-nukleofilo reaģentu – 2-ciānotioacetamīdu var iegūt 3,4-dihidropiridīn-2(1H)-tionu 2, tad, attīstot šos pētījumus, aza- un oksa-Mihaela adukti var izrādīties svarīgi atslēgas savienojumi enantiobagātinātu 6-alkiltio-1,4-dihidropiridīnu sintēzei.

 

A. Krauze, L. Černova, L. Sīle, M. Viļums, G. Duburs

Atomus  ekonomējoša 6-karbamoilmetiltio-1,4-dihidropiridīna sintēze

Zaļā - ilgtspējīgā ķīmija un ķīmijas tehnoloģija ir viena no svarīgākajām  valsts ilgtspējīgās attīstības sastāvdaļām. Augsta dzīves kvalitāte nav savienojama ar piesārņotu vidi. Darbā dota viena no pieņemtākajām ilgtspējīgās attīstības definīcijām, saīsināta COST D29 zaļās - ilgtspējīgās ķīmijas un ķīmijas tehnoloģijas definīcija, un pirmo reizi latviešu valodā minēti zaļās - ilgtspējīgās ķīmijas 12 principi.

Izstrādāta ērta viena reaktora četrkomponentu sintēzes metode 5-ciano-4-(4-hlorfenil)-6-karbamoilmetiltio-2-metil-1,4-dihidropiridīn-3-karbonskābes etilestera (9)  iegūšanai. Kondensējot 2-(4-hlorbenzilidēn)-3-oksobutān­­skābes etilesteri (2) ar 2-cianotioacetamīdu (3), stehiometriska piperidīna daudzuma klātbūtnē, sekojoši alkilējot ar jodacetamīdu un beigās reakcijas maisījumu paskābinot, savienojums 9 iegūts ar 69 % iznākumu. Salīdzinot ar pakāpenisko sintēzi, tiek sasniegta laika, enerģijas un šķīdinātāju ekonomija un reakcijas iznākums paaugstinās  2,9  reizes. Amonija hidroksīda pielietošana piperidīna vietā un daudz lētākā hloracetamīda lietošana jodacetamīda vietā būtiski nepazemina reakcijas iznākumu (56 %), bet dod videi draudzīgāku reakcijā veidojošos nevajadzīgo produktu – amonija hlorīdu. Atomu ekonomija, kas ir viens no svarīgākajiem sekmīgas zaļās ķīmijas raksturlielumiem, šādi manipulējot, pieaug par 21,66 %.

 

N. Kibartiene, V. Leskevičiene, D. Nizevičiene, Z. Valančius

Hidrofobo piedevu ietekme uz ģipša apmetuma īpašībām

Pētīta hidrofobizējošo piedevu ietekme uz brīvģipša fizikālām un mehāniskām īpašībām. Konstatēts, ka hidrofobizējošās piedevas RI 551 Z, RI 554 Z un cinka stearāts palielina ģipšakmens ūdens izturību: 2% cinka stearāta pievienošana samazina kapilāro absorbciju par 47% un ūdens absorbcijas koeficentu par 26%. Sausu paraugu spiedes izturība samazinās par 6 – 13%.

 

I. Zālite, N. Žilinska

SiAlONu keramika no rūpnieciskiem un nanopulveriem

Veikti dažāda sastāva sialonu no rūpnieciskiem un nanopulveriem saķepināšanas pētījumi. Paraugu sastāvi izvēlēti pa fāzu diagrammas griezumu Si3N4 – (9 AlN : 1 Y2O3) un atrodas kā vienfāzu α- sialonu, tā divfāzu α- + β- sialonu apgabalā. Paraugi saķepināti slāpekļa atmosfērā 1400-1650 oC temperatūrā. Ja α- sialonu apgabalā esošie no nanopulveriem iegūtie sastāvi (A11 … A31) jau 1600-1650 oC temperatūrā sasniedz 92-97 % blīvumu, tad paraugi ar lielāku Si3N4 saturu (A41, A51) saķep grūtāk. Rūpniecisko pulveru gadījumā 1650 oC temperatūra nav pietiekama paraugu saķepināšanai – visu sastāvu blīvums nepārsniedz 60-65%. No nanopulveriem iegūto paraugu graudu izmērs ir ievērojami mazāks, kā no rūpnieciskiem pulveriem, un pārsvarā ir 200-300 nm robežās. Paraugu cietība ir atkarīga no to blīvuma un ķīmiskā (fāzu) sastāva. Visaugstākā cietība ir konstatēta no nanopulveriem iegūtam A3 (A31 un A31*) sastāvam – 18,5–19,0 GPa.

 

I. Stumpe-Vīksna, A. Kukāre, V. Bartkevičs, M. Strēle, R. Seržāne, A. Morozovs, M. Jure

Policiklisko aromātisko ogļūdeņražu satura izmaiņas pārtikas produktos dažādu tehnoloģisko procesu ietekmē

Veikts pētījums par policiklisko aromātisko ogļūdeņražu (PAO) saturu dažādās Latvijas tirgū sastopamās eļļās un to koncentrāciju izmaiņām tehnoloģisko procesu ietekmē. Iegūtie rezultāti liecina, ka benzo(a)pirēna (BaP) koncentrācija ir paaugstināta rapšu un saulespuķu eļļās un vidējā BaP koncentrācija nerafinētas eļļās ir daudz augstāka nekā rafinētās eļļās. Labi rezultāti iegūti eļļas attīrīšanā ar aktīvo ogli, savukārt „smago” PAO attīrīšana ar māliem nav devusi efektu, kaut gan ievērojami tika samazinātas „vieglo” PAO koncentrācijas.

 

F. Muktepāvela, G. Bakradze, S. Stoļarova

Metāla deformācijas procesu un nanostruktūras lomas pētījumi uz cietvielu adhēziju starp S-p metāliem un oksīdiem pie 293°K

Metāla deformācijas procesu un nanostruktūras lomas pētījumi uz cietvielu adhēziju starp s-p metāliem un oksīdiem pie 293°K. Pētīti s-p metālu/oksīdu robežvirsmu adhēzijas procesi un mikromehāniskās īpašības. Cietfāžu savienojumi tika iegūti metāla plastiskās deformācijas apstākļos pie istabas temperatūras. Tika izmantotas SJMS, ASM, optiskās mikroskopijas un precīzās mikrocietības metodes. Atrasts, ka ievērojamā metālu adhēzija notiek tikai bīdes deformāciju darbības zonās, un tā novērojama sistēmām, kuras raksturojas ar augstu metāla radniecību ar skābekli. Uz robežvirsmas no metāla puses veidojas ar skābekli bagāta reakcijas zona, kas raksturojas ar metāla nanostruktūrēto stāvokli, skābekļa koncentrācijas gradientu un paaugstinātām mikrocietības vērtībām. Mehānoaktivācijas ietekme uz cietfāžu adhēziju tika izskatīta kā punktveida defektu izveidošanās oksīda pievirsmas slānī, struktūras pārvērtības metālā un ķīmisko reakciju rezultāts.

 

G. Buļa, R. Švinka, V. Švinka, I. Timma

Sastāva izmaiņu ietekme uz cirkonija oksīda putu keramikas struktūru un īpašībām

Darba ietvaros arkoncentrētas suspensijas liešanas metodi pagatavoti cirkonija oksīdu, alumīnija oksīdu un kaolīnu saturoši paraugi. Poru struktūras veidošanai izmantots Al pulveris. Paraugi pēc žāvēšanas apdedzināti 15000Ctemperatūrā.  Atkarībā no sastāva, izmantotā ZrO2 un piedevām iegūta keramika ar porainību no 15 līdz 76%. Veikta apdedzināšanas laikā notiekošo termisko procesu izpēte un analīze. Izmantojot rentgen­­difrak­tometriju noteikts apdedzinātā materiāla fāžu sastāvs. Porainās keramikas mehāniskā izturība raksturota nosakot spiedes izturību.