Синтез, исследование физико-химических свойств и областей приме-нения карбоксилсодержащих полимеров

1

ПОЛИМЕРЛАР КИМЁСИ ВА ФИЗИКАСИ ИНСТИТУТИ

ҲУЗУРИДАГИ ФАН ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ

DSc27.06.2017.FM/K/T.36.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ

КАРИМОВ МАХМУД МУРАТОВИЧ

Карбоксил гуруҳи тутган полимерларни олиш, уларнинг физик-

кимѐвий хоссаларини ва қўлланилиш соҳаларини ўрганиш

02.00.06 – Юқори молекуляр бирикмалар

(кимѐ фанлари)

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ (DSc) АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент – 2017 йил

УДК 541.64:128.1-126:542.8.(021)

2

Фан доктори (DSc) диссертацияси автореферати мундарижаси

Оглавление автореферата диссертации доктора (DSc) наук

Contents of dissertation abstract of doctor (DSc) of sciences

Каримов Махмуд Муратович

Карбоксил гуруҳи тутган полимерларни олиш, уларнинг физик-кимѐвий
хоссаларини ва қўлланиш соҳаларини ўрганиш . . . . . . . . . . . . . . . …. . . . . . .5

Каримов Махмуд Муратович

Синтез, исследование физико-химических свойств и областей приме-нения
карбоксилсодержащих полимеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28

Karimov Mahmud Muratovich

Synthesis, investigation of physical-chemical properties and application fields of
carboxylcontaining polymers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53

Эълон қилинган ишлар рўйхати

Список опубликованных работ
List of published works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57

3

ПОЛИМЕРЛАР КИМЁСИ ВА ФИЗИКАСИ ИНСТИТУТИ

ҲУЗУРИДАГИ ФАН ДОКТОРИ ИЛМИЙ ДАРАЖАСИНИ БЕРУВЧИ

DSc27.06.2017.FM/K/T.36.01 РАҚАМЛИ ИЛМИЙ КЕНГАШ

ЎЗБЕКИСТОН МИЛЛИЙ УНИВЕРСИТЕТИ

КАРИМОВ МАХМУД МУРАТОВИЧ

КАРБОКСИЛ ГУРУҲИ ТУТГАН ПОЛИМЕРЛАРНИ ОЛИШ,

УЛАРНИНГ ФИЗИК-КИМЁВИЙ ХОССАЛАРИНИ ВА

ҚЎЛЛАНИЛИШ СОҲАЛАРИНИ ЎРГАНИШ

02.00.06 – Юқори молекуляр бирикмалар

(кимѐ фанлари)

ДОКТОРЛИК ДИССЕРТАЦИЯСИ (DSc) АВТОРЕФЕРАТИ

Тошкент – 2017 йил

4

Фан доктори (DSc) диссертацияси мавзуси Ўзбекистон Республикаси Вазирлар

Маҳкамаси ҳузуридаги Олий аттестация комиссиясида B2017.1.DSc/К11 рақам билан
рўйхатга олинган.

Диссертация Ўзбекистон Миллий университетида бажарилган.

Диссертация автореферати уч тилда (ўзбек, рус, инглиз (резюме)) Илмий кенгаш веб-

саҳифасида (

polchemphys.uz

) ва «ZiyoNet» ахборот-таълим порталида (www.ziyonet.uz)

жойлаштирилган.

Илмий маслаҳатчи:

Бабаев Туйғун Мирзаахмедович

кимѐ фанлари доктори, профессор

Расмий оппонентлар:

Магрупов Фарход Асадуллаевич

кимѐ фанлари доктори, профессор

Каримов Аминжон Каримович

кимѐ фанлари доктори, профессор

Рафиков Адхам Салимович

кимѐ фанлари доктори, профессор

Етакчи ташкилот:

Ўсимлик моддалар кимѐси институти

Диссертация ҳимояси Полимерлар кимѐси ва физикаси институти ҳузуридаги

DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01 рақамли Илмий кенгашнинг 2017 йил «14 » ноябр соат 14

00

даги

мажлисида бўлиб ўтади. (Манзил: 100128, Тошкент шаҳри, Абдулла Қодирий кўчаси, 7

б

уй.

Тел.:(+99871)241-85-94, факс: (+99871)241-26-60, е-mail: polymer@academy.uz.)

Диссертация билан Полимерлар кимѐси ва физикаси институтининг Ахборот-ресурс

марказида танишиш мумкин. ( ___ рақами билан рўйхатга олинган.) (Манзил: 100128, Тошкент
шаҳри, Абдулла Қодирий кўчаси, 7

б

уй. Тел.:(+99871)241-85-94).

Диссертация автореферати 2017 йил «____»____________куни тарқатилди.
(2017 йил «____» _____________ даги ____ рақамли реестр баѐнномаси.)

С.Ш.Рашидова

Илмий даражалар берувчи илмий

кенгаш раиси, к.ф.д., профессор, академик

Н.Р.Вохидова

Илмий даражалар берувчи

илмий кенгаш котиби, к.ф.д.,

катта илмий ходим

В.О.Кудишкин

Илмий даражалар берувчи илмий

кенгаш қошидаги илмий семинар

раиси, к.ф.д., катта илмий ходим

5

КИРИШ (фан доктори (

DSc

) диссертацияси аннотацияси)

Диссертация мавзусининг долзарблиги ва зарурати.

Дунѐда табиий

ва синтетик полимерларни кимѐвий модификациялаш, тиббиѐт, биология ва
ветеринарияда қўллаш учун янги полимерлар синтез қилиш долзарб
муаммолардан биридир. Бугунги кунда юқори молекуляр бирикмалар
кимѐси, фармакология ва ветеринария экспериментал усулларининг
ривожланиши полимерлар синтези шароитларини, тузилишини, олинаѐтган
полимерларнинг хоссаларига ва ҳосил бўлиш шароитларига, дори воси-
таларининг тузилишига турли омилларнинг таъсирларини ўрганиш имко-
нини бермоқда.

Мустақиллик йилларида мамлакатимизда чорвачиликни тубдан ривож-

лантиришга ҳамда чорва молларига зарар келтирадиган касалликларни
даволаш ва профилактика қилишнинг замонавий чора-тадбирларини ишлаб
чиқишга алоҳида эътибор қаратилмоқда. Мазкур йўналишда амалга
оширилган дастурий чора-тадбирлар асосида, муайян натижаларга, айниқса,
янгича ѐндашувларга асосланган, юқори самарадор дори воситалари
олишнинг илмий асосларини яратишга эришилди. Таъкидлаш жоизки,
республикамизда ветеринария дори воситаларини ишлаб чиқариш етарли
даражада эмас. Шунинг учун импорт ўрнини босувчи, давомли таъсир этувчи
ва кам зарарли антипротозой дори воситаларини яратиш ва ишлаб
чиқаришни ташкил қилиш муҳим ҳисобланади. Ўзбекистон Республикасини
янада ривожлантириш бўйича Ҳаракатлар

стратегиясида:

«саноатни сифат

жиҳатдан янги босқичга кўтаришда маҳаллий хомашѐ манбаларини чуқур
қайта ишлаш, янги турдаги маҳсулотлар ишлаб чиқаришни тезлаштириш»
бўйича вазифалар белгилаб берилган. Бу борада полимерлар асосида
ветеринарияда ишлатиладиган дори воситалари ва ион алмашинувчи
материаллар олишнинг янги технологияларини ишлаб чиқиш ва уларнинг
ишлатилиш соҳаларини кенгайтириш алоҳида аҳамият касб этади.

Жаҳон миқѐсида турли тармоқларда, жумладан, машинасозлик, енгил

саноат, тиббиѐт ва бошқа соҳаларда полимер материаллар ишлатилиш
ҳажмининг кенгайиши ва ошиши сабабли сунъий полимерлар ишлаб
чиқаришга талаб ортмоқда. Шу сабабли кимѐвий барқарор, механик пишиқ,
яхши ион алмашиниш ва тиббий-биологик хоссаларга эга бўлган полимер ва
полимер материалларини олишда: саноат миқѐсида ишлаб чиқариладиган
хомашѐлардан фойдаланиш, маҳсулот олиш технологиясининг соддалигига,
олинган маҳсулотларнинг комплекс хоссаларга эга бўлиши ва ишлатилиш
соҳаларининг кенглигига алоҳида эътибор қаратиш муҳим аҳамиятга эга.

Ўзбекистон Республикаси Президентининг 2008 йил 15 июндаги

ПҚ-916-сон «Инновацион лойиҳалар ва технологияларни ишлаб чиқаришга
татбиқ этишни рағбатлантириш борасидаги қўшимча чора-тадбирлар», 2009
йил 11 мартдаги ПҚ-1071-сон «Кимѐ саноати корхоналари қурилишини
жадаллаштириш ва янги турдаги кимѐ маҳсулотлари ишлаб чиқаришни
ўзлаштириш бўйича чора-тадбирлар дастури» Қарорлари ва 2017 йил 7
февралдаги ПФ-4947-сон «Ўзбекистон Республикасини янада ривожланти-

6

риш бўйича ҳаракатлар стратегияси тўғрисида»ги Фармонида ҳамда мазкур
фаолиятга тегишли бошқа меъѐрий-ҳуқуқий ҳужжатларда белгиланган вази-
фаларни амалга оширишда ушбу диссертация тадқиқоти муайян даражада
хизмат қилади.

Тадқиқотнинг республика фан ва технологиялари ривожланиши-

нинг устувор йўналишларига боғлиқлиги

. Мазкур тадқиқот республика

фан ва технологиялар ривожланишининг VII. «Кимѐ технологиялари ва
нанотехнологиялар» устувор йўналишига мувофиқ бажарилган.

Диссертация мавзуси бўйича хорижий илмий-тадқиқотлар шарҳи

1

.

Карбоксил гуруҳи тутган полимерлар, тиббий-биологик полимерларни

поликомплекслар ҳолида олишга қаратилган, кинетикасини илмий-амалий,
уларнинг ҳосил бўлиш механизмларини ва физик-кимѐвий хоссаларини
тадқиқ қилишга йўналтирилган илмий изланишлар жаҳоннинг етакчи илмий
марказлари ва олий таълим муассасалари, жумладан, University of Cincinnaty,
California Institute of Technology (АҚШ), Kyoto University, Tokyo Institute of
technology (Япония), University of Torino (Италия), Darmstadt Technical
University, Fraunhofer Photocatalysis Alliance, Institute of New (Германия),
Technical and Macromolecular Chemistry (Австралия), Catalytic Materials
Science (Хитой), Albors University of Medical Scienes (Эрон), Эритмалар
кимѐси институтида, Юқори молекуляр бирикмалар институтида, Москва
давлат университетида (Россия), Киев Миллий университетида, (Украина),
Қозоғистон давлат университетида, Юқори молекуляр бирикмалар
институтида (Қозоғистон), Полимерлар кимѐси ва физикаси институтида
(Ўзбекистон), Ўзбекистон Миллий университетида олиб борилмоқда.

Карбоксил гуруҳи тутган синтетик полимерларга оид жаҳонда олиб

борилган тадқиқотлар натижасида қатор натижалар олинган, жумладан:
қорамол зардоби альбумини билан полиэлектролит комплекслар олиш
усуллари, пептидларни сувсиз эритмаларда боғлаш услуби яратилган (Hunter
College of the City University of New York, АҚШ); оксиароматик бирикмалар
ва полиэлектролитлар орасида янги турдаги комплекслар олинган (University
of Surrey, Буюкбритания); туберкулѐзга, ўсимтага қарши ва бошқа доривор
моддалар билан поликомплекслар олиш усуллари ишлаб чиқилган (Юқори
молекуляр бирикмалар институти, Москва давлат университети, Россия;
Albors University of Medical Scienes, Эрон); қимматбаҳо, нодир ва оғир
металларга нисбатан селектив сорбентлар олиш учун уларнинг таркибида
ҳам асос, ҳам кислота гуруҳлари бўлиши кераклиги аниқланган (University of
Flоrida, АҚШ; Engineering and Technology Aligarh Muslim University,
Ҳиндистон); юқори сорбцион хусусиятга эга, термик ва кимѐвий барқарор
ион алмашинувчи материаллар олиш усуллари ишлаб чиқилган (Max-Plank-
University of Technology, Sydney, Австралия; Catalytic Materials Science,
Хитой; Сирт кимѐси институти, Украина).

1

Диссертациянинг мавзуси бўйича хорижий илмий-тадқиқотлар шарҳи http/www.works doklad. ru,

http/www.km.ru, www. dissercat.com, http/www.fundamental-research.ru., Moulay S. Chemical modification of
poly(vinil chloride) - Still on the run// J. Progress in Polymer Science. 2010. Vol. 35. -P. 303-331. ва бошқа
манбалар асосида ишлаб чиқилган.

7

Дунѐда карбоксил гуруҳи тутган полимерлар олиш, уларнинг физик-

кимѐвий хоссаларини тадқиқ қилиш ва ишлатилиш соҳаларини кенгайтириш
бўйича қатор, жумладан, қуйидаги устувор йўналишларда тадқиқотлар олиб
борилмоқда: ветеринарияда ишлатиладиган полимер шаклли дори
воситаларини яратиш; уларнинг турларини кўпайтириш ва тиббий-биологик
хоссаларини яхшилаш; биологик фаол моддаларни ажратиш ва тозалаш;
термик ва кимѐвий барқарор ион алмашинувчи материаллар олиш; селектив
сорбентлар олиш ҳамда қатор экологик муаммоларни ҳал қилиш.

Муаммонинг ўрганилганлик даражаси.

Ҳозирда полимерларнинг

турли соҳаларда қўллаш йўналишидаги илмий-тадқиқот ишлари жадал
ривожланмоқда. Уларни тиббиѐтда, биологияда, гидрометаллургияда қўллаш
илмий йўналишининг ривожида Н.А. Платэ, В.А. Кабанов, Г.В. Самсонов,
А.Б. Зезин, Е.Ф. Панарин, Б.Н. Ласкорин, Х.У. Усмонов, Й. Чен, М. Фукуда,
А. Ёшида, Б.А. Жубанов, Е.А. Бектуров, Е. Орбан, Дж. Маттеус, С. Грунер, Т.
Ешиока, М. Огата, Т. Сузукилар катта хизмат қилган ва бошқа илмий
мактаблар ҳам сезиларли ҳисса қўшган. ПВХни модификациялаш,
хоссаларини яхшилаш ва ишлатилиш соҳаларини кенгайтириш йўналишида
S. Moulay, N. Biak, T. Yoshinaga, A. Jimenez, T. Kameda, Ю.А. Золотов ва
бошқа олимларнинг олиб борган илмий изланишларини эътироф этиш керак.
Бу икки соҳада ҳам юртимизнинг йирик олимлари академиклар Ҳ.У.
Усманов, К.С. Ахмедов, М.А. Асқаров, С. Ш. Рашидова, С.С. Негматов, Ў.Н.
Мусаев, А.Т. Джалилов ва уларнинг шогирдлари томонидан олинган илмий
тадқиқот натижалари республикамиз халқ хўжалигининг турли тармоқларида
кенг қўлланилмоқда.

Аммо ҳозирда юртимиз фармацевтика бозорини, айниқса, ветеринария

амалиѐтида кўп ишлатиладиган дори воситалари, жумладан антипрозойлар
билан тўлдириш долзарб вазифа ҳисобланади, шунингдек, ПВХни модифи-
кациялаш усулларини ишлаб чиқиш соҳасида олиб бориладиган илмий
тадқиқотлар, уни Республикамизда ишлаб чиқариш йўлга қўйилаѐтганини
назарга олинса, муаммонинг илмий-амалий аҳамиятини яққол белгилайди.

Диссертация мавзусининг диссертация бажарилаѐтган олий таълим

муассасасининг илмий-тадқиқот ишлари билан боғлиқлиги.

Диссертация

тадқиқоти Ўзбекистон Миллий университетининг илмий-тадқиқот ишлари
режасининг ИОТ-2012-6-1 «Молларнинг пироплазмоз касалликларини даво-
лаш ва профилактикаси имконини берувчи дори воситасини ишлаб чиқа-
ришни ташкил қилиш» инновацион лойиҳаси (2013-2014 йй.), А-12-34
«Гидрометаллургияда ва саноатда сув тайѐрлашда ишлатиш учун поливи-
нилхлорид асосида кучсиз асосли анионитлар олиш усулларини ишлаб
чиқиш» амалий лойиҳаси (2015-2017 йй.) ҳамда 22/2010 «ОТМК технологик
эритмаларидан ион алмашинувчи материаллар билан нодир металларни
ажратиб олиш имкониятларини ва технологиясини тадқиқ қилиш» (2010-
2011 йй.), 34/2010 АЖ «NAVOIYAZOT» 14 цехи оқава сувларидан мис
ионларини ушлаб қолиш технологиясини ишлаб чиқиш» (2010-2011 йй.)
хўжалик шартномалари доирасида бажарилган.

8

Тадқиқотнинг мақсади

таркибида карбоксил гуруҳи тутган сувда

эрийдиган ва эримайдиган полимерларнинг мақсадли синтези, уларнинг
физик-кимѐвий, тиббий-биологик хоссаларини ва қуйи молекуляр бирик-
малар билан таъсирлашиш жараѐнларини аниқлаш, улар асосида анти-
протозой хоссали дори воситасини олишдан иборат.

Тадқиқотнинг вазифалари:

Дипропионат 3,3-бис-(2-имидазолинил-2)-карбанилид (имидокарб)нинг

полиметакрил кислотаси (ПМАК) билан комплекс ҳосил қилиш жараѐ-
нининг ўзига хос томонларини, поликомплекснинг таркиби ва тузилишини,
жараѐнда термодинамик кўрсаткичларнинг ўзгаришини аниқлаш;

имидокарбнинг ПМАК билан поликомплексининг ҳайвонларга зарарсиз-

лиги ва улар физиологиясига таъсирини тадқиқ этиш ҳамда протозой касал-
ликларида даволаш қобилиятини аниқлаш;

имидокарбнинг ПМАК билан поликомплексининг («ПОЛИКАРБ» дори

воситасинг) инъекцион шаклини ишлаб чиқиш ва уни амалиѐтга татбиқ
қилиш;

аминосирка, аминокапрон, о-, м-, п-аминобензой кислоталари билан

ПВХни полимераналогик ўзгартиришлар билан ион алмашиниш хоссаларига
эга сорбентлар олиш ҳамда уларнинг шаклини ва тузилишини аниқлаш;

ишлаб чиқилган сорбентларнинг доривор моддаларни иммобиллашда ва

биологик фаол моддаларни тозалашда ҳамда сувнинг қаттиқлигини юмша-
тишда ион алмашинувчи материал сифатида ишлатиш имкониятларини
илмий асослаш натижасида тавсиялар бериш.

Тадқиқотнинг объекти

МАК, ПМАК, N,N'-метилен-бис-акриламид,

имидокарб, имидокарб билан ПМАК поликомплекси, ветеринария дори
воситаси «ПОЛИКАРБ», ПВХ, аминосирка, аминокапрон, о-, м-, п-
аминобензой кислоталари, ПВХни модификациялаб олинган полиамфо-
литлар, турли тузлар ва эритмалардан иборат.

Тадқиқотнинг предмети

иммобиллаш, фармакологик хоссалар, кимѐ-

вий модификациялаш, идентификациялаш, физик-кимѐвий хоссалар, сорб-
ция, десорбция, жараѐнлар кинетикаси ва термодинамикаси ҳисобланади.

Тадқиқотнинг усуллари.

Ишда комплекс замонавий физик-кимѐвий

тадқиқот усуллари - спектроскопик, микроскопик, потенциометрик, виско-
зиметрик, спектрофотометрик, дифрактометрик ва комплекс фармакологик
тадқиқотлар ҳамда ПВХни полимераналогик реакцияларининг математик
статистик таҳлили қўлланилган.

Тадқиқотнинг илмий янгилиги

қуйидагилардан иборат:

илк бор полиметакрил кислотасининг ва комплекс туз – дипропионат

3,3-бис-(2-имидазолинил-2)-карбанилиднинг

поликомплекслари

синтез

қилинган;

имидокарб полиметакрил кислотаси билан таъсирлашганда, кимѐвий

тузилишининг сақланиб қолиши ва унинг полимерда иммобилланишида
кооператив боғланиши исботланган;

9

илк бор полиметакрил кислотаси ва имидокарбнинг юқори

концентрацияли

эритмалари

ўзаро

таъсирлашганда

имидокарб

молекулаларининг полимер комплекслари шаклида 1-турли фазовий ўтиш
имкониятлари аниқланган;

органик молекуласи қарши иони табиатининг полиэлектролитлар билан

таъсирлашиш жараѐнларига таъсир қилиши исботланган;

илк бор поливинилхлоридни аминосирка, аминокапрон, о-, м-, п-

аминобензой кислоталари билан модификациялаб донадор сорбентлар
олишнинг муқобил шароитлари топилган;

поливинилхлоридни

аминокислоталар

билан

модификациялашда

аминогуруҳнинг асослилигидан ташқари қўшни функционал гуруҳларнинг
фазовий жойлашиши ҳам таъсир қилиши исботланган;

поливинилхлоридни аминосирка ва м-аминобензой кислоталари билан

модификациялаш реакцияларининг регрессия тенгламалари тузилган ва ушбу
жараѐнларга турли омилларнинг таъсир даражаси аниқланган;

поливинилхлоридни аминокислоталар билан модификациялаш билан

олинган сорбентларнинг физик-кимѐвий хоссалари, техник-ишлатиш
кўрсаткичлари ва тузилиши ҳамда морфологияси аниқланган;

олинган сорбентларнинг доривор моддаларни иммобиллашда асос

сифатида ва биологик фаол моддаларни тозалашда ҳамда сувнинг қаттиқли-
гини юмшатишда ион алмашинувчи материал сифатида ишлатиш имкони-
ятлари асосланган.

Тадқиқотнинг амалий натижалари

қуйидагилардан иборат:

имидокарбнинг ПМАК билан поликомплекси «ПОЛИКАРБ» дори

воситасининг меъѐрий ҳужжатлари ишлаб чиқилди ва уни ишлаб чиқариш
йўлга қўйилган;

ветеринария амалиѐтига янги, кам зарарли ва узоқ таъсир қилувчи

антипротозой дори воситаси «ПОЛИКАРБ» киритилган;

амин ва карбоксил тутган донадор ион алмашинувчи сорбентлар олин-

ди ҳамда уларнинг физик-кимѐвий хоссалари, техник-ишлатиш кўрсаткич-
лари аниқланган;

ишлаб чиқилган сорбентларнинг доривор моддаларни иммобилизация-

лашда, биологик фаол моддаларни тозалашда ва ичимлик сувининг қаттиқ-
лигини юмшатишда ишлатилиш имконияти тасдиқланган.

Тадқиқот натижаларининг ишончлилиги.

Замонавий физик-кимѐвий

усуллар ва натижаларни кинетик ва термодинамик жараѐнларнинг қону-
ниятларида қўлланиладиган тенгламалар ҳамда математик таҳлил билан
ҳисоблаш илмий ечимлар ва хулосаларнинг асослилигини таъминлайди.
Олинган натижаларнинг исботи мутахассисларнинг эксперт баҳолари, олин-
ган натижаларнинг амалиѐтда қўлланилаѐтгани ва олинган патентлар билан
изоҳланади.

Тадқиқот натижаларининг илмий ва амалий аҳамияти.

Тадқиқот

натижаларининг илмий аҳамияти карбоксил гуруҳи тутган полимерлар асо-
сида узоқ таъсир қилучи дори воситалари ҳамда ПВХ асосида ион алмаши-

10

нувчи материаллар олиш натижалари йўналишларидаги методологик-
услубий ѐндашувларни такомиллаштиришда фойдаланиш.

Тадқиқот натижаларининг амалий аҳамияти «ПОЛИКАРБ» янги дори

воситасининг синтез технологияси, меъѐрий ҳужжатлари ишлаб чиқилган-
лиги, уни саноат миқѐсида ишлаб чиқаришнинг йўлга қўйилганлиги ва
ветеринария амалиѐтига киритилганлиги билан изоҳланади. Шунингдек,
ПВХни модификациялашни тадқиқ қилиш натижалари саноат миқѐсида
маҳаллий сорбентлар олиш технологиясини ишлаб чиқишга хизмат қилади.

Тадқиқот натижаларининг жорий қилинганлиги.

Карбоксил гуруҳи

тутган полимерларнинг олиш, уларни физик-кимѐвий хоссалари ва
ишлатилиш соҳаларини ўрганиш натижалари асосида:

узоқ антипротозой таъсир қила оладиган полиметакрил кислотаси ва 3,3-

бис-(2-имидозолинил-2)-карбанилиднинг поликомплексини олиш усули учун
Ўзбекистон Республикаси Интеллектуал мулк агентлигининг ихтиро патенти
олинган (№ IAP 04616, 2012й.). Натижада импорт ўрнини босувчи, кам
зарарли, узоқ антипротозой таъсир қилувчи ветеринария дори воситаси олиш
технологияси яратилган;

амин ва карбоксил гуруҳлари тутган полиамфолитлар олиш усули учун

Ўзбекистон Республикаси Интеллектуал мулк агентлигининг ихтиро патенти
олинган (№ IAP 05281, 2016 й.). Натижада ичимлик сувининг қаттиқлигини
юмшатиш, биологик фаол моддаларни ажратиш ва тозалашда қўлла-
ниладиган сорбентлар олишнинг осон ва содда усулини яратиш имконини
берган.

яратилган

«ПОЛИКАРБ» дори воситаси Ўзбекистон Республикаси

Давлат ветеринария қўмитаси

тизимидаги муассасаларда

қорамоллар

пироплазмидозларини даволаш ва унинг олдини олиш

бўйича амалиѐтга

жорий этилган (Д

авлат ветеринария қўмитасининг 2017 йил 30 августдаги

02/24-192 сон маълумотномаси)

. Натижада давомий таъсир қилувчи ва кам

зарарли

«ПОЛИКАРБ» дори воситасини қўллашда профилактик самара-

дорлик 99% бўлишига эришилган

.

Тадқиқот натижаларининг апробацияси.

Мазкур тадқиқот натижа-

лари 2 та халқаро симпозиумда, 4 та МДҲ мамлакатларида ўтказилган
анжуманларда ва 7 та республика илмий анжуманларида муҳокамадан
ўтказилган. Шунингдек, V инновацион ғоялар, технологиялар ва
лойиҳаларнинг Республика ярмаркасида иштирок этган.

Тадқиқот натижаларининг эълон қилиниши.

Диссертация мавзуси

бўйича жами 29 та илмий иш чоп этилган, шулардан, 2 та ихтирога патент,
Ўзбекистон Республикаси Олий аттестация комиссиясининг докторлик
диссертациялари асосий илмий натижаларини чоп этиш тавсия этилган
илмий нашрларда 12 та мақола, жумладан, 11 таси республика ва 1 таси
хорижий журналларда нашр этилган.

Диссертациянинг ҳажми ва тузилиши.

Диссертациянинг таркиби

кириш, 6 боб, хулоса, фойдаланилган адабиѐтлар рўйхати ва иловалардан
иборат. Диссертациянинг ҳажми 179 бетни ташкил этади.

11

ДИССЕРТАЦИЯНИНГ АСОСИЙ МАЗМУНИ

Кириш

қисмида ўтказилган тадқиқотларнинг долзарблиги ва зарурати

асосланган, тадқиқотнинг мақсад ва вазифалари, объект ва предметлари тав-
сифланган, республика фан ва технологиялари ривожланишининг устувор
йўналишларига мослиги кўрсатилган, тадқиқотнинг илмий янгилиги ва ама-
лий натижалари баѐн қилинган, олинган натижаларнинг илмий ва амалий
аҳамияти очиб берилган, тадқиқот натижаларини амалиѐтга жорий қилиш,
нашр этилган ишлар ва диссертация тузилиши бўйича маълумотлар келти-
рилган.

Диссертациянинг

«Полимерлар фармацияда, карбоксил тутган

ионитлар ва поливинилхлоридни модификация қилишнинг ўзига хос
хусусиятлари»

деб номланган

биринчи бобида сунъий полимерларни

тиббиѐтда ва ветеринарияда, карбоксил гуруҳи тутган ионитлар олиш ва
қўллашга оид илмий тадқиқотлар ҳамда ПВХни турли усуллар билан
модификациялаб унинг механик, физик-кимѐвий хоссаларини яхшилаш ва
қўллаш сохаларини кенгайтириш мақсадидаги изланишлар таҳлили
келтирилган. Адабиѐтларнинг илмий таҳлили ушбу ишнинг мақсад, вазифа
ва объектини танлашни асослашга хизмат қилди.

Диссертациянинг

«Полиметакрилоил кислотасининг имидокарб

билан ўзаро таъсирлашишини тадқиқ қилиш»

деб номланган

иккинчи

бобида потенциометрия, вискозиметрия, ИҚ-спектроскопия, фазовий-кон-
траст микроскопия ва гравиметрия усуллари билан ветеринар антипротозой
дори воситаси - дипропионат 3,3-бис-(2-имидазолинил-2)-карбанилид
(имидокарб)нинг ПМАК билан таъсирлашишини ўрганиш натижалари
келтирилган. Илгари ҳамкорликда қилинган

14

С-атомлари тутган ПМАКнинг

фармакокинетик тадқиқотларни ҳисобга олиб, имидокарбнинг узоқ таъсир
қилувчи дори воситаси шаклини яратиш учун ўртача қовушқоқлик
молекуляр массаси 200000-220000 бўлган ПМАКни полимер таглик сифа-
тида қўллаш тавсия этилди.

Сувда имидокарб мураккаб кўзгудек симметрик болаформ катион –

имидокарб* (I) ва пропион кислотасига (II) диссоцияланади:

(I) (II)
Кимѐвий тузилишига кўра 3,3-бис-(2-имидазолинил-2)-карбанилид
(имидокарб*) органик асослар - диамидинлар синфига мансуб, шунинг учун
аввал азидиннинг (ацетур кислотасининг 4,4

1

-диамидинодиазоаминобензол

билан комплекс тузи) ПМАК билан таъсирлашишини тадқиқ қилишда
аниқланган физик-кимѐвий қонуниятларни биринчи имидокарб-ПМАК

NH C NH

O

N

NH

NH

N

.

С

2

H

5

COOH

2

H

2

O

H

+

N

NH

NH C NH

O

NH

N

+

H

C

2

H

5

COO

-

+2

12

системасига ҳам йўналтириш мумкин. Илгари турли физик-кимѐвий усуллар
ва фармакологик тадқиқотлар билан азидинни иммобилизациялашга полимер
ташувчининг табиати ва макромолекуляр хоссаларининг таъсири аниқланган
эди. Диссертация ишида ПМАКни имидокарбнинг узоқ таъсир қилувчи
шаклини олиш мақсадида қўллаш имконияти кўрсатилган.
ПМАКнинг имидокарб билан таъсирлашишини потенциометрик усул-
да ўрганиш асосида (1-расм) электростатик таъсирлашиш кўрсаткичлари:
θ

1

=Д[H+]/[П]=2,79%

ва θ

2

=Д[H+]/[ЛВ]=47,00%

ҳисобланди, улардаги

карбоксил гуруҳларнинг жуда кам қисми асос молекулаларини боғлашда
қатнашганлиги ва бунда системага киритилган аминларнинг ярмига яқини
полимер занжири билан боғланган бўлишидан далолат беради (полимер
комплекси дори моддаси билан тўйинмаган ва у ҳали сувда эрийдиган
нисбатларда).

1-расм.

ПМАК имидокарб

билан потенциометрик
титрлаш эгриси (1) ва
суюлтириш таъсири
бўлмагандагиси (2)

.

Таъсирлашишнинг алоҳида турлари хиссасини аниқлаш учун виско-
зиметрия ва гравиметрия усуллар билан полимернинг дори моддаси (ДМ)
билан таъсирлашиш жараѐни: KCI сувли эритмаси, сув-метанол, сув-
диметилсульфоксид (ДМСО) системаларда тадқиқ қилинди. Ион кучининг
ошиши ПМАК макромолекулалари ионизациясининг тўсилиши ҳисобига

2-расм.

Турғун ютиш шароитида сувли-органик модда эритувчиларида

имидокарбнинг ПМАКга боғланиш боғлиқлиги: сув-метанол (1)
ва сув-ДМСО (2). Имидокарб/ПМАК нисбати 0,24 моль/асос-
моль., Т=308К.

13

эритма қовушқоқлигининг қонуний камайишига олиб келади. Ион кучининг
катта қийматларида макромолекулаларнинг конформацион сиқилиши ва
поликомплекснинг бузилиши оқибатида полимернинг ва полимер комплек-
сининг қовушқоқлиги бир бирига яқин бўлиб қолади. Сув-ДМСО сис-
темасида полимер ва полимер комплексининг нисбий қовушқоқлиги яқин
қийматларга эга бўлиши, сув-метанол системаларида эса улар катта фарқ
қилиши аниқланди. Имидокарбнинг ПМАКга боғланишининг эритувчи та-
биатига боғлиқлигини турғун ютиш услубида тадқиқ қилиш натижалари сув-
органик модда эритувчиларида ДМ иммобилизациясининг камайишини
тасдиқлади (2-расм).
3-расмда имидокарбнинг ПМАК билан полимер комплексининг ИҚ-
спектри келтирилган. Полимер комплексининг ИҚ-спектрини имидокарб ва
ПМАК спектрлари билан солиштириш натижасида 1500-3500 см

-1

оралиғида-

ги ютилиш соҳаларида частоталарнинг ўзгариши аниқланди. Масалан, 3200-
3400 см

-1

оралиғида кенг ютилиш соҳаси кузатилишини полимер комплекси

компонентлари орасида ўзаро молекулалараро водород боғлари ҳосил
бўлишига йўйиш мумкин. Имидокарб ИҚ-спектридаги субстанция кетон
гуруҳининг 1714 см

-1

да ютилиши полимер комплекси ИҚ-спектридаги

ПМАКнинг карбонили билан ѐпилади, шунинг учун полимер комплекси ИҚ-
спектрида бир вақтда максимумнинг камайиши ва ютилиш соҳасининг
кичикроқ частотали 1703 см

-1

соҳага силжиши кузатилади. Шу билан бирга

ПМАК ИҚ-спектрининг 2605 см

-1

соҳасида, поликислота гидроксил гуруҳла-

рининг валент тебранишларига тааллуқли, имидокарбнинг спектрида эса
2683 см

-1

соҳада аминогуруҳнинг асимметрик тебранишига тааллуқли ютили-

3-расм.

Имидокарнинг ПМАК билан полимер комплекси ИҚ-спектри.

ши кузатилади, бунга сабаб полимер комплекси спектрида уларнинг кичик-
роқ частотали 2571 см

-1

соҳага силжишидир.

Шундай қилиб, имидокарбнинг ПМАК билан боғлашни ўрганишнинг
физик-кимѐвий усуллари натижалари, унинг иммобилизациясида полимер ва
ДМ ионланган гуруҳлари орасидаги электростатик таъсирлашиш асосий роль
ўйнашини, кейин ДМ ва полимер орасидаги водород боғлари ва ниҳоят,
кучсиз гидрофоб таъсирлашишлар уларни тўлдиришини кўрсатди.

4000.0

3600

3200

2800

2400

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400.0

0.0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38.0

cm-1

%T

3383.86

1703.94

1563.56

1487.57

1440.49

1289.14

1241.38

1178.65

1035.89

998.16

965.88

933.59

882.26

798.60

716.91

524.63

2571.42

2924.36

2985.99

2952.38

3243.69

1625.17

1600.00

1387.41

1367.83

746.85

14

Визуаль ва «Evos XL Cote» инвентирлашган фазовий-контраст микрос-
копида – тўрт марта, ўн марта, йигирма марта, қирқ марта катталаштириб
тадқиқ қилиш орқали полимер комплекси концентрациясининг умумий
камайишида эритма тиниқ қолиши ва факат концентрация ҳамда ДМ/ПМАК
нисбати ошганда эритмада суспензия ҳосил бўлиши аниқланди (4-расм).
Шуни алоҳида таъкидлаш керакки, имидокарб таркибидаги қарама қарши
ионни туз кислотасига алмаштирилганда система компонентларнинг ҳар
қандай нисбатида тиниқ ва гомогенлигича қолади. Бундан ташқари
ўрганилган имидокарб-ПМАК жуфтлигида реагентларнинг концентрланган
эритмалари таъсирлашганда дастлаб макромолекулаларнинг органик дика-
тионлар билан чокланиши кузатилади. Комплекслашиш бошлангандан 20
дақиқа ўтгач макромолекулаларнинг полимер комплекслари шаклида сув фа-
засидан ажралиб чиқишини (1-турдаги фазовий ўтиш) яққол тиниқ кристал
конъюгатлар ҳолида кўриш мумкин (4-расм). Бунда, макромолекулалар бир-

4-расм.

ПМАК/имидокарб комплексининг 4, 10, 20, 40 марта катталаш-

тирилган микроскопик расмлари. ПМАК 3% 2,0 мл, имидокарб
16,6% 0,8 мл. ПМАК/ДМ=1:2 г/г. 1-ПМАК эритмаси; 2 – ком-
плекслашишнинг бошланиши; 3 -, 4-, 5- ва 6- мос равишда 5, 15,
30 ва 180 дақиқа комплекслашиш ўтгандан кейин.

бирига нисбатан паралель жойлашган бўлади, кейинчалик органик дикати-
онларнинг макромолекулалар орасидаги оралиққа киришининг кўпайиши
натижасида органик ионларни макромолекулаларнинг фаол функционал
гуруҳлари билан таъсирлашиши ҳисобига, полимернинг ионланган карбок-
сил гуруҳларини кўп миқдорда тўсилиши содир бўлади. Таъсирлашиш
бошлангандан 180 дақиқа ўтгач ҳеч қандай ташқи таъсирсиз системада
макромолекулалар глобуляр (юмалоқ) заррачалар ҳосил қилади, бу эса
етарли даражада барқарор коллоид ҳолатнинг пайдо бўлишига олиб келади
(4-расм).

15

Поликомплекс чиқишининг ДМ/ПМАК бошланғич нисбатига боғ-
лиқлигини тадқиқ қилиб полимер комплексида ДМ молекулаларининг иммо-
биллашиши унинг эритмадаги концентрацияси ошишига мутаносиб равишда
кўпайиши аниқланди. Аммо ДМ/ПМАК=0,6 моль/асос-моль нисбатидан
бошлаб ва ундан катталарида органик молекулаларнинг комплексдаги
миқдори ўзгармай қолиши ва унинг чўктирилган комплексдаги энг юқори
миқдори 0,15 моль/асос-мольдан ошмаслиги полимер тагликнинг органик
ионлар билан тўйинганлигидан гувоҳлик беради.

Имидокарбнинг полимер билан таъсирлашиши натижасида ажралиб

чиққан пропион кислотасини потенциометрик титрлаш натижалари асосида
3,3-бис-(2-имидазолинил-2)-карбанилиднинг ПМАК билан комплексининг
мустаҳкамлик константаси қиймати 5,555∙10

4

л/мольга тенглиги ҳисоблаб

топилди, бу қиймат органик молекулаларнинг полимер ташувчи билан
етарлича мустаҳкам боғлиқлигини кўрсатади.
Моделлаштириш

ва

УБ-спектроскопия

усулидан

фойдаланиб

ДМ/ПМАК кичик нисбатларини тадқиқ қилиш учун таркибида чокловчи
агент N,N'-метилен-бис-акриламид 2%-дан ошмаган, ПМАК асосидаги
гидрогеллар синтез қилинди. Имидокарбнинг гидрогель билан сорбциясини
сувда текис бўккан гидрогелларда турғун шароитда ўрганилди. Сорбциянинг
кинетик эгри чизиқлари анъанавий кўринишга эга. Жараѐннинг бошида ДМ
молекулаларининг ПМАК макромолекулалари билан тўлиқ ва тез
боғланиши, 3 соатдан кейин эса полимер ташувчининг органик катион билан
тўйиниши кузатилди.

Олинган натижаларни Ленгмюр-Клотц услубида таҳлил қилиш орқали

тенгламадаги К

бш

ва n қийматлари график усулда топилди. Ҳароратнинг

кўтарилиши К

бш

ва n қийматларининг кўпайишига олиб келиши аниқланди,

бу тадқиқ қилинаѐтган жараѐннинг кимѐвий характерга эгалигидан далолат
беради. Топилган К

бш

қийматлари асосида ДМ чокланган ПМАК билан

ютилиш жараѐнининг термодинамик катталиклари ҳисобланди (1-жадвал). 1-
жадвалдан кўриниб турганидек, тадқиқ қилинаѐтган жараѐн ўз-ўзидан
боради, буни эркин энергиянинг манфий қиймати кўрсатиб турибди.

1-жадвал

Имидокарбнинг чокланган ПМАК асосидаги гидрогеллари билан

сорбциясининг термодинамик катталиклари

Т, К

n

К

бш

.

10

4

,

л/моль



G,

Дж/моль



Н,

Дж/моль



S,

Дж/моль

.

К

293

5,26

12300

-22928,385

-3636,1

65,84

301

10,00

14600

-22097,475

61,33

311

16,67

28700

-21081,558

56,09

16

Энтальпиянинг камайишини ДМ ионлари билан полимер орасидаги таъсир-
лашишнинг кооперативлиги билан тушунтириш мумкин. Энтропиянинг
кўпайишини бир молекула имидокарб* иммобилизацияланганда икки моле-
кула пропион кислотаси ҳамда ДМ органик молекулалари сольват қоби-
ғидаги сув молекулаларининг ажралиб чиқиши билан тушунтириш мумкин.

Диссертациянинг

«Полиметакрил кислотасининг имидокарб билан

полимер комплексининг фармакологик хоссалари»

деб номланган

учинчи

бобида физик-кимѐвий тадқиқотлар асосида ишлаб чиқилган имидокарб
билан ПМАК инъекцион шаклининг, таркибида 40 мг/мл ДМ ва 60 мг/мл
полимер бўлган «ПОЛИКАРБ» дори воситасининг, фармакологик синов
натижалари келтирилган. Дастлабки моддалар ва поликомплекснинг зарар-
лилигини ўрганиб имидокарб ва ПМАКнинг сувли эритмаларини аралаш-
тириб кам зарарли дори шаклини олишнинг принципиал имкониятлари
кўрсатилди (2-жадвал), бу ДМнинг полимер комплексдан ажралиб чиқиши ва
биотранформациясининг секинлашиши билан боғлиқ.

2-жадвал

Оқ сичқонларда аниқланган имидокарб-ПМАК полимер комплексининг

ўткир зарарлилиги.

Дори воситаси

ЛД

50

, мг/кг

Полиметакрилоил кислотаси

950(820-1100)

Имидокарб

87(70-120)

Поликомплекс имидокарб-ПМАК «ПОЛИКАРБ»

600(360-840)

«ПОЛИКАРБ» дори воситасининг ҳайвонлар функцияларига таъсири

сичқонларда, каламушларда, мушукларда, итларда ва қуѐнларда ўтказилди

2

.

Ўтказилган комплекс фармакологик тадқиқотларда: хронологик зарарлили-
гини тадқиқ килиш, периферик қон таркибига, қоннинг биологик кўрсаткич-
ларига, марказий ва вегетатив асаб тизимига, артериал босим ва нафас
олишга, жигар, буйрак функцияларига ва бошқалар тадқиқ қилинганда
тажриба ва назорат гуруҳлардаги ҳайвонларнинг ўзини тутишида ва
физиологиясида яққол фарқ аниқланмади. Олинган натижалар ушбу дори
воситасини ГОСТ 12.1.007 бўйича 3-синф зарарсиз моддалардан деб
ҳисоблашга асос бўлди ва кенг миқѐсда қўллашга тавсия қилишга имкон
берди.
«ПОЛИКАРБ» дори воситасининг профилактик таъсири «Maxcam-
Chirchik» ОАЖнинг чорвачилик ҳўжалигида (Тошкент вилояти) в.ф.н. А.Т.
Раҳимов бошчилигида 30 та қорамолда ва «Насл хизмат» бирлашмасида
(Қашқадарѐ вилояти) Ўзбекистон ветеринария илмий-тадқиқот институти
-------------------

2

Фармакологик тадқиқотлар ЎзР дори воситалари ва тиббиѐт техникасини назорат

қилиш Бош бошқармаси фармакология лабораториясида т.ф.д., проф. Мусаев М.У.
раҳбарлигида ўтказилди.

17

катта илмий ходими, в.ф.н. Ў.Қ. Саттаров томонидан 200 дан ортиқ йирик
шоҳлик қорамолларда синаб кўрилди. «ПОЛИКАРБ» дори воситаси 100 кг

тирик вазнга 5 мл миқдорда ҳайвонларнинг пироплазмидоз касалликларида
ҳам даволовчи, ҳам профилактик таъсир қилиши аниқланди.

Юқорида келтирилган комплекс физик-кимѐвий ва фармакологик
тадқиқотлар асосида МЧЖ «AGRO BIO KIMYO» мутахассислари билан
ҳамкорликда меъѐрий хужжатлар тайѐрланди ва тасдиқланди. Ҳозирги вақт-
да «AGRO BIO KIMYO» МЧЖда йилига 60000 қути «ПОЛИКАРБ» дори
воситаси ишлаб чиқариш йўлга қўйилди (амалиѐтга тадбиқ қилиш далолат-
номаси 2013 йил 22 ноябрда тасдиқланган) ва ветеринария амалиѐтига тадбиқ
қилиш амалга оширилмоқда (ЎзР давлат ветеринария Қўмитаси маълумот-
номаси 30.08. 2017 йил).
Диссертациянинг

«Поливинилхлорид асосида аминкарбоксил тутган

полиамфолитлар олиш»

деб номланган

тўртинчи бобида полимер макромо-

лекуласига моддаларни амин гуруҳи орқали киритиб ПВХни модификация-
лаш тадқиқотларининг натижалари келтирилган. Модификацияловчи реа-
гентлар сифатида аминосирка, аминокапрон, орто-, мета-, пара-аминобензой
кислоталари танлаб олинди, натижада полиамфолит хусусиятига эга бўлган
сорбентлар олинди. Полиамфолитлар саноат ПВХдига турли кимѐвий струк-
турали аминокислоталар натрийли тузларининг сувли эритмаларига ҳар хил
ҳароратда таъсир эттириб олинди. Бу жараѐнни схематик тарзда қуйидагича
тасвирлаш мумкин:

бунда R=CH

2

; (CH

2

)

5

; орто-, мета-, пара-фенил ҳалқаси.

Тадқиқ қилинган моддалар билан ПВХни модификациялаш реакция-
ларини тасдиқлаш учун олинган маҳсулотларнинг азот тутган функционал
гуруҳлар звеноси миқдорини кўрсатувчи НСl бўйича статик алмашиниш
сиғими (САС) аниқланди. Модификацияловчи агент концентрациясининг
ошиши билан маҳсулот унуми ҳамда полиамфолитлар САС қийматларининг
ошиши аниқланди (3-жадвал). Ушбу реакцияларда системадаги модифика-
цияловчи реагент концентрациясининг ошиши билан ўзгаришлар даражаси-
нинг кўпайишини таъсирлашувчи компонентлараро таъсирларнинг ошиши
билан тушунтириш мумкин. Олинган натижалар ПВХни модификациялаш
реакциясининг боришига модификацияловчи реагентлар табиати ва кимѐвий
тузилиши яққол таъсир қилишини кўрсатди. Масалан, модификацияловчи

реагент тузилишида фенил гуруҳининг мавжудлиги унинг реакцион қоби-
лиятига катта таъсир қилади, буни аминосирка кислотасига нисбатан
асослигининг камайиши билан тушунтириш мумкин. Модификациялашда о-
ҳолат<м-ҳолат<п-ҳолатга мувофиқ фойдаланилганда ўзгаришлар даражаси-
нинг камайишини стерик омилнинг самараси билан тушунтириш мумкин,

18

аммо классик органик кимѐдан маълумки, аминогуруҳларнинг асослилиги
структурада карбоксил гуруҳларининг о-ҳолат>м-ҳолат>п-ҳолатига мувофиқ
ошиб боради.

3-жадвал

ПВХнинг модификациялаш жараѐнига модификацияловчи

моддалар концентрациясининг таъсири (Т=433К, реакция вақти 7 соат, ванна

модули =1:20. Барча тажрибаларда полимернинг дастлабки оғирлиги 1 г).

Концен-

трация, %

Олинган

маҳсулотнинг

массаси, г.

Ўзгариш

даражаси, %

САС

НСI бўйича,

мг-экв/г

Аминосирка кислотаси

5

1,30

11,5

2,28

10

1,31

12,0

2,39

15

1,38

13,5

2,71

20

1,38

13,5

2,71

25

1,42

14,0

2,82

Аминокапрон кислотаси

5

1,18

15,8

2,02

10

1,21

15,8

2,02

15

1,24

18,0

2,31

20

1,24

18,0

2,31

25

1,24

18,0

2,31

Орто-аминобензой кислотаси

5

1,08

9,0

1,11

10

1,18

10,7

1,32

15

1,17

11,3

1,38

20

1,20

11,3

1,38

25

1,20

11,3

1,38

Мета-аминобензой кислотаси

5

1,11

12,5

1,59

10

1,19

13,0

1,62

15

1,20

13,5

1,68

20

1,20

13,5

1,68

25

1,24

13,5

1,68

Пара-аминобензой кислотаси

5

1,29

16,0

2,00

10

1,34

17,3

2,12

15

1,34

17,3

2,12

20

1,39

17,0

2,10

25

1,40

17,3

2,12

Ўрганилган ПВХни аминокислоталар билан модификациялаш реакция-
лари гетероген жараѐнлардир ва уларда реакция тезлиги факат суюқ

19

фазада бўлган модда концентрациясига боғлиқ бўлади. Натижалар асосида
ўзгаришлар даражасининг модификацияловчи реагентлар концентрациясига
логарифмик боғлиқлиги тузилди (5-расм), улардан ушбу реакциялар тезлиги
модификацияловчи реагентлар концентрацияси тартиби ПВХ – аминосирка,
ПВХ - аминокапрон, ПВХ - о-аминобензой, ПВХ - м-аминобензой, ПВХ - п-
амино- бензой кислотлари системаларида 0,75; 0,5; 0,2; 0,2; 0,2 ларга мос
эканлиги ҳисоблаб топилди.

5-расм.

ПВХни (1) аминосирка, (2) аминокапрон, (3) орто-, (4) мета-, (5)

пара-аминобензой

кислоталари

билан

модификациялаш

реакцияларида ўзгариш даражасининг модификацияловчи реагент
концентрациясига логарифмик боғлиқлиги. (Т=433К, ф =7 соат,
ванна модули=1:20).

Олинган маҳсулотларнинг идентификацияси ИҚ-спектрларни олиш
билан тасдиқланди. 550-850 см

-1

соҳасида ПВХдаги C-CI гуруҳларига

мувофиқ келувчи валент тебранишларнинг камайиши бу гуруҳларнинг
макромолекулаларда камайиши исботидир. 3200-3600 см

-1

соҳасида юти-

лишнинг кенгайиши карбоксил гуруҳи билан ПВХни модификациялашда
ҳосил бўлган >NH гуруҳлари орасида молекулалараро водород боғларининг
ҳосил бўлиши натижасидир.
Танлаб олинган моддалар билан ПВХни модификациялаш реакция-
ларининг энг муқобил ҳароратлари тадқиқ қилинди ва аниқланди. Реак-
циялар бошланғич ПВХни модификацияловчи реагентлар натрийли тузлари-
нинг 15% сувли эритмаларини 7 соат давомида Т=373, 393, 413, 433, 453Кда
қиздириш орқали олиб борилди. Ҳамма тадқиқ қилинган системаларда
ҳароратнинг кўтарилиши билан маҳсулот унуми ва синтез қилинган
ионитларда САС 433Кгача ошиб бориши аниқланди. Ҳарорат 433Кгача
кўтарилганда ионит унумининг камайиши ПВХ макромолекулаларида
деструктив жараѐн (HCI чиқиши) натижасида полимерда фаол функционал
гуруҳларнинг камайиши билан тушунтирилди.

Олинган натижалар асосида ўзгаришлар даражасини ҳароратнинг

тескари қийматига боғлиқлиқ графиги тузилди, ундан тадқиқ қилинган
системаларнинг фаолланиш энергиялари (Е) ҳисобланди, уларнинг
қийматлари ПВХ – аминосирка, ПВХ - аминокапрон, ПВХ - о-аминобензой,
ПВХ - м-аминобензой, ПВХ - п-аминобензой кислоталари системаларида:

20

5,9; 6,5; 7,7; 7,3; 7,1 кДж/мольга мос равишда тенг. Тадқиқ қилинган реак-
цияларнинг аниқланган фаолланиш энергиялари аминосирка ва аминокапрон
кислоталари бўлганда аминогуруҳнинг асослик кучини ҳамда аминобензой
кислотаси изомерлари бўлганда қўшни функционал гуруҳларнинг стерик
омили ПВХни модификациялашнинг тадқиқ қилинган жараѐнларига таъси-
рини яна бир бор исботлайди.
ПВХни тадқиқ қилинган модификацияловчи реагентлар билан моди-
фикациялаш реакцияларини ўтказиш 7 соат давомида ҳамда ванна модули
1:20 муқобил эканлиги аниқланди. Реакциянинг боришига эритувчининг
таъсири сув-спирт-глицирин қаторида гидрофобликнинг ошиши билан
яхшиланиб бориши кўрсатилди. Буни сувдан-спиртга-глициринга ўтганда
макромолекулалар орасининг очилиши, конфигурацион, конформацион ва
устмолекулалар эффектлар ўзгариши билан тушунтириш мумкин.
ПВХнинг аминосирка ва м-аминобензой кислоталари билан модифика-
циялаш реакциялари тажриба натижаларининг статистик математик таҳлили
ЎзМУ математика факультети катта илмий ходим-изланувчиси Н.С. Нурму-
ҳамедова билан ҳамкорликда ўтқазилиб, қуйидаги кўрсаткичлар киритилди:
ҳарорат (Х

1

); модификацияловчи модда концентрацияси (Х

2

); реакциянинг

бориш вақти (Х

3

); олинган модификацияланган материал бўйича – САС (Y).

ПВХни аминосирка (1) ва м-аминобензой кислотаси (2) билан кимѐвий
модификациялаш реакциялари учун ҳисоблаб чиқилган регрессия
тенгламаларида:
Y = 0,02 X

1

+ 0 X

2

– 0,1X

3

+ 0,2

(1)

Y = 0,055 X

1

– 0 X

2

– 0,445 X

3

– 3,49

(2)

Х

2

кўрсаткичи олдидаги қиймат 0га тенг, чунки тадқиқ қилинаѐтган реакция-

лар гетероген бўлгани сабабли реакция давомида ПВХнинг концентрацияси
ўзгармайди. Кўп миқдорда олинган намуналарнинг физик-кимѐвий кўрсат-
кичларини келтирилган статистик математик тахлил натижалари билан
солиштириш уларнинг тўла мутаносиблилигини кўрсатди.
Диссертациянинг

«Ишлаб чиқилган аминкарбоксил тутган поли-

амфолитларнинг хоссаларини тадқиқ қилиш»

деб номланган

бешинчи

бобида КСС-Г (модификацияловчи агент б-аминосирка кислотаси - «гли-
цин») ва КСС-МА (модификацияловчи агент м-аминобензой кислотаси)
сорбентларининг тадқиқот натижалари келтирилган. Физик-кимѐвий
тадқиқот натижалари ишлаб чиқилган карбоксил гуруҳи тутган
сорбентларнинг саноатда ишлатиладиган меѐрий ҳужжатларда келтирилган
усулларда аниқланган кўп техник-ишлатиш хоссалари саноатда ишла-
тиладиган ионитлар талабларига мос келишини кўрсатди (4-жалвал).
Янги тадқиқ қилинаѐтган сорбентнинг энг муҳим технологик кўрсат-
кичларидан бири унинг кимѐвий барқарорлигидир. 5% HNO

3,

NaOH ва

10%

H

2

O

2

сувли эритмаларини олинган сорбентларнинг ютиш хоссаларига

таъсирини тадқиқ қилиш натижаларига асосланиб синалган сорбентлар кучли
кислоталар, ишқорлар ва оксидловчилар таъсирига юқори даражада барқарор

21

эканлигини таъкидлаш мумкин. Бу уларнинг турли муҳитларда ишлатили-
шини таъминлайди ва ишлатилиш соҳаларини белгилаш имконини беради.

4-жадвал

КСС-Г и КСС-МА сорбентларининг техник хоссалари (реакция

давомийлиги – 7 соат, системани иситиш ҳарорати 438К, модифика-

цияловчи реагентнинг концентрацияси 20%, ванна модули 1:20 г/мл).

ПВХнинг
массаси, г

Реакция
маҳсуло
тининг
массаси,
г

Маҳсу-
лот-
нинг
ранги

Моди-
фика-
ция-
ланиш,
%

Дона-
дорлик
таркиби,
мм

САС,

НСI

бўйича

мг-экв/г

Нам-

лик,

%

Солиш-

тирма
ҳажм,

см

3

/г

Тўлди-

риш
зич-

лиги,

г/см

3

КСС-Г

30,012

30,0048

Оч
жигар-
ранг

21,74

0,06-
0,15

2,12

35,75 1,8267

0,5470

КСС-МА

30,006

30,0024

Оч

жигар-

ранг

23,69

0,06-

0,15

2,31

33,11 2,0107

0,4962

Олинган сорбентлар заррачалари шаклининг тадқиқотини Emperian
Series 2 (Panalytical Holland) дифрактометрида ва ZEISS EVO MA Series
Scanning Electron Microscope асбобида турли хилдаги катталаштиришларда
ўтказилди. Кутилганидек, тадқиқ қилинган ПВХни аминокислоталар билан
модификациялаш реакцияларида олинаѐтган сорбентларнинг шаклига эри-

а) б)

в) г)

6-расм.

Сорбент КСС-Г (а, б) ва сорбент КСС-МА (в, г)

заррачаларининг микрофотографиялари.

22

тувчининг табиати кучли таъсир қилар экан. Олинган расмлардан (6-расм)
заррачаларнинг

бўлаклари

силлиқлашган

юмалоқ

шаклларга

ва

чуқурликларга эга эканлиги кўриниб турибди. Тажрибада ПВХни тадқиқ
қилинган реагентлар билан модификацияланганда заррачаларнинг ҳажми
кичиклашиши аниқланди.
Олинган сорбентларнинг ИҚ-спектроскопик тадқиқотларини Фурье -
инфрақизил спектрометрида Nicolet iS50 (Thermo Fisher Scientific) ўтказилди.
Аминокислоталар билан модификацияланган ПВХнинг ИҚ-спектрида икки-
ламчи амино- гуруҳнинг деформацион тебранишларига хос бўлган 3383,55
см

-1

ютиш соҳаси яққол кўринади, бундан ташқари 1725 см

-1

яқинида карбо-

нил гуруҳининг валент тебранишларига хос бўлган ютиш соҳаси пайдо
бўлади. Модификацияловчи реагент сифатида м-аминобензой кислотаси иш-
латилганда у 1713,5 см

-1

соҳага силжийди, ҳамда 1601,14 см

-1

соҳада бензол

ҳалқасининг деформацион тебранишларига хос бўлган янги чўққи пайдо
бўлади, модификацияловчи реагент сифатида глицин ишлатилганда у 1735,17
см

-1

соҳага силжийди.

Олинган янги ионалмашувчи материалларнинг шакли ва тузилишини

тадқиқ қилиш натижалари ПВХ асосида олинган сорбентларнинг умумий
шакли ва тузилиши сақланиб қолиши ҳақида хулоса қилиш имконини
беради. Бу танлаб олинган полимер асоснинг асосий физик-кимѐвий ва
механик хоссаларининг сақланиб қолишини кўрсатади.
Олинган сорбентларни биологик фаол моддаларни ажратишда ва ДМ
ни иммобилизациялашда ишлатиш имкониятларини тадқиқ қилиш илмий-
амалий жиҳатдан қизиқарлидир. Модель дори воситаси сифатида имидокарб
танланди. Сорбентларда имидокарбнинг ютилиш кинетикаси турғун усулда
тадқиқ қилинди, эритмадаги ДМ миқдорини УБ-спектрофотометрик усулда
UV-1800 Shimadzu асбобида 239 нм тўлқин узунлигида аниқланди.
Ютилишнинг давомийлиги, эритма концентрацияси ва система ҳароратининг
КСС-Г ва КСС-МА сорбентларини ДМни ютиш жараѐнига таъсири тадқиқ
қилинди. ДМни ютиш кинетикасини тадқиқ қилиш натижалари
имидокарбнинг тадқиқ қилинаѐтган сорбентларда иммобилизацияланиши,
асосан, жараѐннинг бошланғич босқичида рўй беришини кўрсатди.
Кейинчалик сорбентларнинг тўйиниши секинлашади, буни ДМнинг сорбент
заррачалари ичига секин диффузияланиши билан тушунтириш мумкин.
Тадқиқ қилинаѐтган сорбентлар ДМнинг ютиш изотермаларини тузиш
система ҳароратининг ошиши билан ютилишнинг камайишини кўрсатди. Бу
физикавий ютилишнинг кимѐвий ютилишдан устун эканлигини кўрсатади.
Динамик усулда ДМ ютилишини тадқиқ қилиш КСС-МА сорбенти,
КСС-Г сорбентига нисбатан ютиш қобилияти (0,0758 г/г), имидокарбга
нисбатан кучлироқ эканлигини (0,103 г/г) кўрсатди (7-расм), ваҳоланки,
сорбентларнинг HCI бўйича САС қийматлари бир-бирига анча яқин. Бу,
шунингдек сорбентлар имидокарбнинг статик усулда ютишида ажралиб чиқ-
қан пропион кислотасини 0,006 н. NaOH эритмаси билан титрлаш орқали ҳам
исботланди. Бу ҳолатда функционал гуруҳ табиатининг органик модда моле-

23

7-расм.

Имидокарбни КСС-Г (1) ва КСС-МА (2) сорбентлари

динамик ютишининг чиқиш чизиқлари.

кулаларининг сорбентларда имобилизацияланишига таъсири кузатилди.
КСС-МА сорбентида органик молекулаларни кооператив боғлаш учун
функционал гуруҳлар сифатида бензол ҳалқаси қолдиғининг борлиги, КСС-Г
сорбентидаги аминосирка кислотасига ютилиши имидокарбга нисбатан
кўпроқ ютишилишини таъминлайди. Сорбентлар асосида полимер комплекс-
ларининг ҳисоблаб топилган К

мус

қийматлари КСС-МА (2,29∙10

8

л/моль) ва

КСС-Г (1,60∙10

8

л/моль) тадқиқ қилинган сорбентлар ДМ молекулалари

«юмшоқ» боғлашини кўрсатади, бу эса адабиѐт натижаларига мос келади.
Ювилиб чиққан ДМ ва имидокарб сувли эритмалари УБ-спектрларининг
ўхшашлиги бунинг исботи бўла олади.
ДМ ювилишини тадқиқ қилишда имидокарбни турғун ҳолатда ютиб
тўйинтириб олинган сорбентлардан фойдаланилди, бунда имидокарбнинг
сорбентдаги миқдори КСС-Г 0,0029 г/г, ҳамда КСС-МА 0,0041 г/г ни ташкил
қилди. Ювувчи эритмалар сифатида 0,00167 М туз кислотаси ва NaCI 0,9%

8-расм.

Динамик усул-

да 0,00167 М туз
кислотаси билан
ДМ тўйинган сор-
бентлардан КСС-
Г (1) ва КСС-МА
(2) ювилиши.

сувли эритмасидан фойдаланилди. Ювишда олинган натижаларнинг таҳлили
полимер асосни модификацияловчи реагент табиатининг ДМ ювилиб
чиқишига таъсирини кўрсатди (8-расм), бу айниқса ювувчи эритма сифатида
HCI эритмаси ишлатилганда билинди. Ювувчи эритма табиатининг тадқиқ
қилинаѐтган жараѐнга таъсири аниқланди. Буни HCI эритмасида мак-

24

ромолекулалар карбоксил гуруҳларининг ионизацияси камайиши ҳисобига
полимер гидрофоблигининг ошиши, ПВХ заррачаларининг умумий сиқили-
шига ва ДМ молекулаларининг ички ҳажмда ушланиб қолишига олиб кели-
ши билан тушунтириш мумкин.
ДМ комплексдан ювилиб чиқиш тезлиги полимерлар асосидаги дори
шаклларини баҳолашнинг асосий кўрсаткичларидан ҳисобланади. Биологик
шароитларда тўйинган сорбентлардан имидокарбнинг ювилиб чиқишини
моделлаштириш учун турғун ҳолатда ДМ ювилиш кинетикаси тадқиқ қилин-
ди (9-расм). Модел ювувчи эритма сифатида NaCI 0,9% сувли эритмасидан
фойдаланилди. 11-расмдан кўриниб турибдики, иккала системада ҳам аввал
иммобилизациялашган модданинг кўп қисми ювилиб чиқади, кейин жараѐн
секинлашади. Бунинг сабаби ионит заррачалари устки қисмидан иммобил-
лашган ДМ молекулаларининг тез ювилиши, кейинчалик сорбентнинг ички
қисмидан уларнинг секин диффузияланишидир.

9-расм.

Иммобиллашган

ДМ NaCI 0,9% сувли
эритмаси билан тўйин-
ган сорбентлар КСС-МА
(1) ва КСС-Г (2) асоси-
дан ювилиш тезлиги-
нинг вақтга боғлиқлиги.
Тўйинган сорбентнинг
массаси 3,96 г, ювувчи
эритма ҳажми 200 мл,
Т=298К.

Олинган натижалар синтез қилинган сорбентларнинг биологик фаол
моддаларни ажратиш, тозалаш технологияларида, шунингдек, узоқ таъсир
қилувчи дори шаклларини олиш мақсадида ДМни иммобилизациялашда
қўллашга тавсия қилиш имконини беради. Шу билан бир вақтда органик
моддаларнинг ионитлар билан таъсирлашганда ион алмашиниш жараѐнла-
рининг илмий аспектларини тўлдиради.

Олинган сорбентларнинг сувни қаттиқлигини юмшатишда ион алмаши-

нувчи материал сифатида ишлатиш имкониятларини аниқлаш мақсадида
кальций ва магний ионларини CaCI

2

ва MgCI

2

сунъий эритмаларидан турғун

усулда рН=7-8 оралиғида ютиш жараѐнлари тадқиқ қилинди. Са

2+

ва

Mg

2+

нинг ютилишдан олдинги ва кейинги миқдорини атом-эмиссион усулда

Speedwave TM MWS-3

+

дастури билан таъминланган BERGHOF асбобида

аниқланди. Тадқиқ қилинаѐтган металл ионлари ютилиши жараѐннинг
давомийлигига, дастлабки эритмада металл ионларининг концентрациясига
ва ҳароратга боғлиқлиги ўрганилди. Олинган Са

2+

ва Mg

2+

сорбентларнинг

25

ишқорий шакли билан ютиш изотермаларидан эритма концентрацияси
ошиши билан металл ионлари ютилишининг ошиши кўриниб турибди (10-
расм), бу ушбу жараѐнларни кимѐвий ютиш қонуниятдарига бўйсинишини

А

Б

10-расм.

Са

2+

ионларининг КСС-МА сорбенти (А) ва Mg

2+

ионларининг

КСС-Г сорбенти (Б) билан ютилиш изотерма чизиқлари

(1, 2, 3 мос равишда 293,303,313К ҳароратда).

кўрсатади. Тадқиқ қилинган металл ионлари ютилишининг 1/Гни 1/Сга
боғлиқлиги тўғри чизиқдан иборатлиги ўрганилаѐтган жараѐнларнинг
мономолекуляр адсорбция қонуниятларига бўйсинишидан далолат беради.
Ион алмашиниш жараѐнининг термодинамикасини тадқиқ қилиш
унинг табиатини аниқлаш ва умумий танлаш илмий ечимларини тузиш учун
муҳим аҳамиятга эга. Лекин адабиѐтларда бу масалада маълумотлар етарли
эмас, бу бизни ион алмашинишнинг оддий мувозанатларини тадқиқ қилишга
ундади. 6-жадвалда келтирилган жараѐнларнинг ҳисобланган термодинамик
функцияларининг ўзгаришидан кўриниб турибдики Са

2+

ва Mg

2+

ионла-

рининг натрий ионларига алмашиниш жараѐни ўз-ўзидан эркин энергия,
ҳамда энтальпиянинг камайиши ва система энтропиясининг ошиши билан
боради. Ушбу жараѐнда система энтропиясининг ошишини кальций ва
магний ионларининг бир донаси боғланганда иккита натрий ионлари
ажралиб чиқиши билан тушунтириш мумкин. Энтальпиянинг камайиши ва
система энтропиясининг ошиши тадқиқ қилинган сорбентлар билан Са

2+

ва

Mg

2+

ионларининг қаттиқ боғланишидан гувоҳлик беради.

Тадқиқот натижаларини таққослаш сорбентларнинг ютиш қобилиятига
модификацияловчи реагент табиатининг таъсири борлиги ҳамда жараѐнга
ютилувчи модда ион радиусларининг кам таъсир қилиши ҳақида хулоса
қилиш имконини беради.
5,0 г миқдордаги тўйинган сорбентлардан Са

2+

ва Mg

2+

ионларининг

ювилиб чиқишини динамик усулда ўрганилди, аликвоталар таҳлили атом-
эмиссион усулда BERGHOF асбобида амалга оширилди. Кальцийнинг
тўйинган КСС-Г сорбентидаги миқдори 1,158∙10

-4

моль/г, КСС-МА сорбен-

тида эса 1,07∙10

-4

моль/г ни ташкил қилди. Магнийнинг тўйинган КСС-Г сор-

26

6-жадвал

Кальций (II) ва магний (II) ионларини кучсиз кислотали сорбентлар ютишида

термодинамик функцияларнинг ўзгариши.

Т, К

Г

∞

∙10

-4

,

моль/г

К



G,

Дж/моль



H,

Дж/моль



S,

Дж/моль∙К

кальций (II) ионлари

Сорбент КСС-Г

293

0,76

5,74

-11565

28,66

303

0,71

3,57

-11456

-3166,67

27,35

313

0,65

4,54

-12094

28,52

Сорбент КСС-МА

293

0,55

10,10

-12174

37,59

303

0,50

10,00

-12589

-1160,67

37,71

313

0,30

10,00

-13016

37,87

магний (II) ионлари

Сорбент КСС-Г

293

0,76

6,09

-9216,21

27,28

303

0,71

1,10

-10196,8

-1220,65

29,62

313

0,65

1,20

-10656,2

30,14

Сорбент КСС-МА

293

2,63

2,23

-8500,57

24,46

303

1,35

9,25

-12432,68

-1333,33

36,63

313

1,33

8,52

-12420,46

35,42

бентидаги миқдори 1,37∙10

-4

моль/г, КСС-МА сорбентида эса 1,48∙10

-4

моль/г-

ни ташкил қилди. HCIнинг 0,00167 М сувли эритмаси ювувчи эритма қилиб
олинди. Ўтказилган тадқиқотлар натижасида ҳамма ҳолатларда ютилган
металларни тўла ювиб чиқариш имкони борлиги исботланди. Ўтказилган
тадқиқотлар натижасида таъкидлаш мумкинки КСС-Г ва КСС-МА сорбент-
ларини металл ионларини концентрлашда ва сувни Са

2+

ва Mg

2+

ионларидан

тозалашда қўллаш унинг келажаги борлигидан яққол кўриниб турибди.

Диссертациянинг

«Имидокарб полимер комплексларини ва ПВХ

асосида ион алмашинувчи материаллар олиш услублари»

деб номланган

олтинчи бобида қўлланилган реактивларнинг хоссалари, полимер
комплексларини ва ПВХ асосида ион алмашинувчи материаллар олиш
усуллари ҳамда тадқиқот услублари ѐритилган.

Х У Л О С А Л А Р

«Карбоксил гуруҳи тутган полимерларни олиш, уларнинг физик-

кимѐвий хоссаларини ва қўлланиш соҳаларини ўрганиш» мавзусидаги
докторлик диссертацияси бўйича олиб борилган тадқиқотлар натижасида
қуйидаги хулосалар тақдим этилди:

27

1. Имидокарб полиметакрилоил кислотасида иммобиллашганда кимѐ-

вий тузилиши сақланиб қолади. Полимер комплексининг ҳосил бўлиш унуми
эритувчиларнинг KCl-сув

˂

ДМСО-сув

˂

метанол-сув

˂

сув қаторида ошиб

боради.

2. Имидокарбнинг полиметакрил кислотасида боғланиши кооператив

боғлар ҳисобига бўлади. Концентрланган эритмаларда ПМАК макромоле-
кулаларининг 3,3-бис-(2-имидо-золинил-2)-карбанилид билан комплекс
ҳосил қилиши 1-тур фазовий ўтиш билан боради.

3. Имидокарбнинг ПМАК гидрогеллари билан ютилиши кимѐвий хусу-

сиятга эга ва унинг ПМАКда иммобилланиш жараѐни эркин энергиянинг,
энтальпиянинг камайиши ва қисман система энтропиясининг ошиши билан
боради.
4. Тери остига имидокарбнинг ПМАК билан поликомплекси (тарки-
бида 40 мг/мл ДМ ва 60 мг/мл полимер бўлган «ПОЛИКАРБ» дори воситаси)
инъекция қилинганда ўткир ва доимий зарарсиз ҳамда қўшимча таъсир
қилмайди.
5. «ПОЛИКАРБ» дори воситасини ишлаб чиқариш ва қора молларнинг
протозой касалликларини даволашда ҳамда профилактикасида ҳар 100 кг
тирик вазнга 5 млдан юбориш тавсия қилинади.

6. ПВХни аминосирка, аминокапрон, о-, м-, п- аминобензой кисло-

талари билан полимераналогик ўзгаришлар орқали донадор сорбентлар
олинади. Бундай жараѐнларни амалга оширишда катта асослилик
хусусиятига эга ва функционал гурухлар стерик қулай жойлашган
модификацияловчи моддаларни ишлатиш тавсия қилинади.

7. Модификацияловчи реагент – аминосирка кислотаси, унинг концен-

трацияси 20%, Т=438К, ванна модули=1:20 ва синтез вақти 7 соат каби
синтез шароитлари ПВХ асосида ион алмашувчи материаллар олишнинг энг
мақбул кўрсатгичлар сифатида аниқланди.

8. КСС-Г ва КСС-МА сорбентларининг техник-ишлатиш хусусиятлари:

САС=2,12-2,31 мг-экв/г, намлик 35,75-33,11%, солиштирма ҳажм 1,82-
2,01см

3

/г, тўлдириш зичлиги 0,547-0,496 г/см

3

мос равишда эканлиги ҳамда

уларнинг кимѐвий барқарорлиги уларнинг ишлатиш сохаларини кенглигини
белгилайди.

9. КСС-Г ва КСС-МА сорбентларининг дори воситаси – имидокарбни

ҳамда Са

+2

ва Мg

+2

ионларини юмшоқ ютиши аниқланди. Уларни доривор

моддаларни иммобилизациялашда, физиологик фаол моддаларни тозалашда
ва сувнинг қаттиқлигини юмшатишда ион алмашувчи материаллар сифатида
ишлатиш тавсия қилинади.

УЧЕНЫЙ СОВЕТ ПО ПРИСУЖДЕНИЮ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ

ДОКТОРА НАУК

DSc27.06.2017.FM/K/T.36.01 ПРИ ИНСТИТУТЕ

ХИМИИ И ФИЗИКИ ПОЛИМЕРОВ

_____________________________________________________________________________________

28

ИНСТИТУТ ХИМИИ И ФИЗИКИ ПОЛИМЕРОВ

КАРИМОВ МАХМУД МУРАТОВИЧ

ПОЛУЧЕНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ И ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ

КАРБОКСИЛСОДЕРЖАЩИХ ПОЛИМЕРОВ

02.00.06 – Высокомолекулярные соединения

(химические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ

ДОКТОРА ХИМИЧЕСКИХ НАУК (DSc)

Ташкент – 2017 год

29

Тема диссертации доктора наук (DSc) зарегистрирован в Высшей аттестационной
комисси при Кабинете Министров Республики Узбекистан за B2017.1.DSc/К11.

Диссертация выполнена в Национальном университета Узбекистан.
Автореферат диссертации на трех языках [узбекский, русский, ангдийский

(резюме)] размещен на веб-странице Научного совета (polchemphys.uz) и информационно-
образовательном портале «ZiyoNet» (

www.ziyonet.uz

).

Научный консультант: Бабаев Туйгун Мирзаахмедович

доктор химических наук, профессор

Официальные оппоненты: Магрупов Фарход Исадуллаевич

доктор химических наук, профессор

Каримов Аминжон

доктор химических наук, профессор

Рафиков Адхам Салимович

доктор химических наук, профессор

Ведущая организация: Институт химии растительных веществ

Защита диссертации состоится «_14 » ноября 2017 г. в «_14

00

» часов на заседании

Научного совета DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01 при Институте химии и физики полимеров
(Адрес: 100128, г.Ташкент, ул.Абдулла Кадыри, 7

б

, Тел.: (99871) 241-85-94; факс: (99871)

241-26-61; e-mail: polymer@)academy. uz)

C диссертацией можно ознакомится в информационно-ресурсном центре

Института химии и физики полимеров за №____ (Адрес: 100128, г.Ташкент, ул.Абдулла
Кадыри, 7

б

, Тел.: (99871) 241-85-94)

Автореферат диссертации разослан «___»__________2017 года.

(протокол рассылки №___ от «___»___________2017 года)

С.Ш. Рашидова

Председатель научного совета по присуждению

ученых степеней,д.х.н, профессор, академик

Н.Р. ВОхидова

Ученый секретарь научного совета по присуждению

ученых степеней, д.х.н., с.н.с.

В.О. Кудышкин

Председатель научного семинара при научном совете

по присуждению ученых степеней, д.х.н, профессор

30

ВВЕДЕНИЕ (аннотация диссертации доктора наук

(DSc)

)

Актуальность и востребованность темы диссертации.

Во всѐм мире

химическая модификация

природных и синтетических

полимеров, синтез

полимеров для применения в медицине, биологии и ветеринарии является
актуальной проблемой. На сегодняшний день развитие экспериментальных
способов химии высокомолекулярных соединений, фармакологии и
ветеринарии даѐт возможность исследовать влияние различных факторов на
условия синтеза полимеров, структуры, свойства получаемых полимеров и
условия получения, структуры лекарственных препаратов.

В годы независимости в нашей стране особое внимание уделяется на

резкое развитие животноводства, а также на разработку современных
мероприятий лечения и профилактики болезней, приносящих большой ущерб
животноводству. На основе проведѐнных нормативных мероприятий в
данном направлении достигнуты определѐнные результаты, особенно,
разработки научных основ получения высокоэффективных лекарственных
препаратов на основе новых подходов. Необходимо отметить, производство
ветеринарных препаратов в нашей республике находится не достаточном
уровне. Поэтому разработка импорт заменяющего, антипротозойного
препарата

обладающего

пролонгированным

действием

и

низкой

токсичностью является актуальным. В стратегии действий по дальнейшему
развитию Республики Узбекистан «при подъѐме промышленности на
качественно новый уровень предусматривающий глубокую переработку
местных сырьевых ресурсов, ускорение организации производства новых
видов продукции» выявлены определены задачи. В этом направлении
приобретает особое значение разработка новых технологий применяемых в
ветеринарии препаратов на основе полимеров и получения ионообменных
материалов, а также расширение областей их применения.

За счѐт увеличения объѐмов использования полимерных материалов в

различных отраслях, например, в машиностроении, легкой промышленности,
медицине и других в мировом масштабе и расширения областей их
применения увеличивается потребность в производстве синтетических
полимеров. При получении химически стойких, механически прочных
полимеров и полимерных изделий с хорошими ионообменными и медико-
биологическими свойствами необходимо особое внимание уделить на
следующее: использование промышленно выпускаемого сырья, простоту
технологии получения продукта, обладание комплексных свойств
полученных продуктов и на широту областей их применения.

Данное диссертационное исследование в определѐнной степени служит

выполнению задач, предусмотренных в Постановлениях Президента Респуб-
лики Узбекистан ПП-916 от 15 июня 2008 года «О дополнительных мерах по
стимулированию внедрения инновационных проектов и технологий в
производство», ПП-1071 от 11 марта 2009 года «О программе мер по
ускорению строительства и освоению производства новых видов химической
продукции» и Указе УП-4947 от 7 февраля 2017 года «О стратегии действий

31

по дальнейшему развитию Республики Узбекистан», а также в других
нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере.

Соответствие исследований приоритетным направлениям развития

науки и технологий в Республике.

Данное исследование выполнено в

соответствии приоритетного направления науки и технологий республики:
VII. «Химические технологии и нанотехнологии».

Обзор зарубежных научных исследований по теме диссертации.

1

Научные исследования, направленные на получение карбоксилсодержа-

щих полимеров, медико-биологических полимеров в виде поликомплексов,
на изучение научно-прикладных аспектов кинетики, механизма их образо-
вания и физико-химических свойств проводятся в ряде мировых научных
центрах и высших образовательных учреждениях мира, в том числе, в
University of Cincinnaty, California Institute of Technology (США), Kyoto
University, Tokyo Institute of technology (Япония), University of Torino
(Италия), Darmstadt Technical University, Fraunhofer Photocatalysis Alliance,
Institute of New (Германия), Technical and Macromolecular Chemistry
(Австралия), Catalytic Materials Science (Китай), Albors University of Medical
Scienes (Иран), Институте химии растворов, Институте высокомолекулярных
соединений, Московском государственном университете (Россия), Киевском
Национальном университете (Украина), Казахском государственном универ-
ситете, Институте высокомолекулярных соединений (Казахстан), Институте
химии и физики полимеров (Узбекистан), Национальном университете
Узбекистана.
В результате исследований, проведенных в мире по карбоксилсодер-
жащим синтетическим полимерам, получен ряд научных результатов, в том
числе: разработаны способы получения полиэлектролитных комплексов с
бычьим сывороточным альбумином, конъюгации пептидов в неводных
средах (Hunter College of the City University of New York, США); получены
новые типы комплексов между полиэлектролитами и оксиароматическими
соединениями (University of Surrey, Великобритания); разработаны методы
получения поликомплексов противотуберкулѐзных, противоопухолевых и
других лекарственных веществ (Институт высокомолекулярных соединений,
Московский государственный университет, Россия; Albors University of
Medical Scienes, Иран); установлено, что для получения селективных сорбен-
тов по отношению к драгоценным, редким и тяжелым металлам необходи-
мость в структуре как основных, так и кислотных групп (University of Flоrida,
США; Engineering and Technology Aligarh Muslim University, Индия);
разработаны способы получения термически и химически стойких, обла-
дающих высокой сорбционной способностью ионообменных материалов
(Max-Plank-University of Technology, Sydney, Австралия; Catalytic Materials
Science, Китай; Химический инстит поверхности, Украина).
___________________________

1

Обзор международных научных исследований по теме диссертации приготовлен из http/www.works doklad.

ru, http/www.km.ru, www. dissercat.com, http/www.fundamental-research.ru., Moulay S. Chemical modification of
poly(vinil chloride) - Still on the run// J. Progress in Polymer Science. 2010. Vol. 35. -P. 303-331. и на основании
других источников.

32

Во всем мире с целью получения карбоксилсодержащих полимеров,
исследования физико-химических свойств и расширения областей их приме-
нения проводятся исследования по ряду приоритетных направлений, в том
числе: разработке применяемых в ветеринарии полимерных лекарственных
форм; увеличению их типов и улучшению медико-биологических свойств; по
разделению и очистке биологически активных веществ; по получению
термически и химически устойчивых ионообменных материалов; синтезу
селективных сорбентов, а также по решению ряда экологических проблем.

Степень изученности проблемы.

В настоящее время усиленно разви-

ваются научно-исследовательские работы по применению полимеров в раз-
личных областях. В развитии научного направления по применению их в
медицине, биологии, гидрометаллургии большая заслуга принадлежит Н.А.
Платэ, В.А. Кабанову, Г.В. Самсонову, А.Б. Зезину, Е.Ф. Панарину, Б.Н.
Ласкорину, Х.У. Усманову, Й. Чену, М. Фукуде, А. Ёшиде, Б.А. Жубанову,
Е.А. Бектурову, Е. Орбану, Дж. Маттеусу, С. Грунеру, Т. Ешиоке, М. Огате,
Т. Сузуке и немаловажный вклад внесѐн также многими другими научными
школами. В области модификации ПВХ, улучшению свойств и расширению
областей его применения необходимо отметить проводимые научные
изыскания S. Moulay, N Biak, T. Yoshinaga, A. Jimenez, T. Kameda, Ю.А.
Золотова и других учѐных. В этих двух направлениях научные результаты,
полученные крупными учѐными нашей страны академиками Х.У.
Усмановым, К.С. Ахмедовым, М.А. Аскаровым, С. Ш. Рашидовой, С.С.
Негматовым, У.Н. Мусаевым, А.Т. Джалиловым и их учениками находят
широкое применение в различных областях народного хозяйства нашей
республики.

Однако сейчас наполнение фармацевтического рынка нашей страны

препаратами, особенно, применяемыми в большом количестве в ветеринар-
ной практике, в том числе антипротозойными, несомненно является актуаль-
ной задачей, а проведение научных исследований в области разработки
способов модификации ПВХ, в свете организации его промышленного
производства в Республике явно просматривается важное научно-практи-
ческое значение проблемы.

Связь темы диссертации с научно-исследовательскими работами

высшего образовательного учреждения, где выполнена диссертация.

Диссертационное исследование выполнено в рамках плана научно-исследо-
вательских проектов Национального университета Узбекистана, инновацион-
ного ИОТ-2012-6-1 на тему: «Организация производства препарата для лече-
ния и профилактики пироплазмоза животных» (2013-2014 гг.), прикладного
А-12-34 по теме: «Разработка способов получения слабоосновных ионитов на
основе поливинилхлорида для применения в гидрометаллургии и промыш-
ленной водоподготовке» (2015-2017 гг), а также хозяйственных договоров:
22/2010 «Исследование возможности и разработка технологии извлечения
редких металлов из технологических растворов АГМК ионообменными

33

материалами» (2010-2011 гг.), 34/2010 «Разработка технологии улавливания
ионов меди из сточных вод цеха 14 АО «NAVOIYAZOT»» (2010-2011 гг.).

Целью исследования

является целенаправленный синтез растворимых

и не растворимых в воде полимеров, имеющие в структуре карбоксильные
группы, установление их физико-химических, медико-биологических
свойств и процессов взаимодействия с низкомолекулярными соединениями,
получение на их основе антипротозойного препарата.
З

адачи исследования:

определение особенностей комплексообразования 3,3-бис-(2-имидозоли-
нил-2)-карбанилид дипропионата (имидокарба) с полиметакриловой кисло-
той (ПМАК), состава и структуры поликомплекса, изменений термоди-
намических функций в процессе;

исследование токсичности и влияние на физиологию животных, а

также установление лечебного эффекта при протозойных заболеваниях
поликомплекса имидокарба с ПМАК;

разработка синтеза инъекционной лекарственной формы поликом-

плекса имидокарба с ПМАК (препарата «ПОЛИКАРБ») и внедрение его в
ветеринарную практику;

синтез сорбентов полимераналогичным превращением ПВХ амино-

уксусной, аминокапроновой, о-, м- и п-аминобензойной кислотами, обладаю-
щих ионообменными свойствами, а также установление их морфологии и
структуры;

на основе научных обоснований возможности использования

разработанных сорбентов в качестве ионообменных материалов для
иммобилизации лекарственных веществ и очистки биологически активных
веществ, а также для умягчения жѐсткости воды выдать рекомендации.

Объектами исследования

являются МАК, ПМАК, N,N'-метилен-бис-

акриламид, имидокарб, поликомплексы имидокарба с ПМАК, ветеринарный
препарат «ПОЛИКАРБ», ПВХ,

аминоуксусная, аминокапроновая, о-, м-, п-

аминобензойная кислоты, полиамфолиты, полученные модификацией ПВХ,
различные соли и растворы.

Предмет исследований -

иммобилизация, фармакологические свой-

ства, химическая модификация, идентификация, физико-химические свой-
ства, сорбция, десорбция, кинетика и термодинамика процессов.

Методы исследования.

В работе использован комплекс физико-хими-

ческих методов исследования - спектроскопический, микроскопический, по-
тенциометрический, вискозиметрический, спектрофотометрический, дифрак-
тометрический и фармакологические исследования, математический статис-
тический анализ полимераналогичных реакций ПВХ.

Научная новизна исследований

заключается в следующем:

впервые синтезированы поликомплексы полиметакриловой кислоты с

комплексной солью 3,3-бис-(2-имидозолинил-2)-карбанилида с пропионовой
кислотой;

34

доказано сохранение химической структуры имидокарба при взаимо-

действии его с полиметакриловой кислотой и кооперативное связывание его
при иммобилизации на полимере;
впервые установлена возможность фазового перехода 1-го типа молекул
имидокарба в виде полимерных комплексов при взаимодействии высоко
концентрированных растворов полиметакриловой кислоты и имидокарба;

доказано влияние химической природы противоиона органической

молекулы на процесс взаимодействия с полиэлектролитами;

впервые определены оптимальные условия получения гранулирован-

ных сорбентов модификацией поливинилхлорида аминоуксусной, амино-
капроновой, о-, м-, п-аминобензойной кислотами;

доказано влияние стерического эффекта соседних функциональных

групп, кроме основности амино группы, при модификации поливинил-
хлорида аминокислотами;

построены уравнения регрессии реакций модификаций поливи-

нилхлорида аминоуксусной и м-аминобензой кислотой и рассчитаны влияния
различных факторов на данные процессы;

определены физико-химические свойства, технико-эксплутационные

характеристики и структура, а также морфология сорбентов полученных
модификацией поливинилхлорида аминокислотами;

обоснованы возможности использования полученных сорбентов в

качестве носителей для иммобилизации лекарственных веществ и очистке
биологически активных веществ, а также ионообменных материалов при
умягчении жѐсткости воды.

Практические результаты исследования

заключаются в следующем:

разработаны нормативные документы полимерного комплекса имидо-

карба с ПМАК препарата «ПОЛИКАРБ» и организовано его производство;
в ветеринарную практику внедрен новый малотоксичный и пролонги-
рованный антипротозойный препарат «ПОЛИКАРБ»;
получены амино- и карбоксилсодержащие гранулированные ионооб-
менные материалы, а также определены их физико-химические свойства и
технико-эксплуатационные характеристики;
доказана возможность применения разработанных сорбентов для иммо-
билизации лекарственных веществ, очистки биологически активных веществ
и умягчении жѐсткости воды.

Достоверность результатов исследований.

Обоснованность научных

положений, выводы подтверждаются современными физико-химическими
методами и обработкой результатов уравнениями, используемых в теориях
кинетики и термодинамики процессов, а также математического анализа.
Подтверждением полученных результатов служат экспертные оценки спе-
циалистов, практическое применение полученных результатов и полученные
патенты.

Научная и практическая значимость результатов исследований.

Научная значимость результатов исследования определяется использованием

35

в совершенствовании методолого-методических подходов в направлениях
получения пролонгированных лекарственных систем на основе полимеров с
карбоксильными группами, а также ионообменных материалов на основе
ПВХ.

Практическая значимость результатов заключается в разработке техно-

логии синтеза нового препарата «ПОЛИКАРБ», нормативных документов,
организации его промышленного производства и внедрение в ветеринарную
практику. В то же время результаты исследований модификации ПВХ будут
использованы в разработке технологии промышленного производства
местных ионитов.

Внедрение результатов исследования.

На основе результатов иссле-

дования физико-химических свойств и областей применения карбок-
силсодержащих полимеров:

на способ получения поликомплекса полиметакриловой кислоты и 3,3-

бис-(2-имидозолинил-2)-карбанилида,

обладающего

пролонгированным

антипротозойным действием получен патент на изобретение Агентства
интеллектуальной собственности Республики Узбекистан (№ IAP 04616,
2012г.). На основе научных исследований создана технология получения
импорт заменяющего, малотоксичного, антипротозойного ветеринарного
препарата пролонгированного действия.

на способ получения полиамфолитов с аминокарбоксилсодержащими

группами получен патент на изобретение Агентства интеллектуальной
собственности Республики Узбекистан (№ IAP 05281, 2016г.). Разработан
простой и лѐгкий способ получения сорбентов, применяемых в умягчении
жѐсткости воды, разделении и очистки биологически активных веществ;

разработанный препарат «ПОЛИКАРБ» внедрѐн в организациях

входящих в систему Государственного ветеринарного комитета Республики
Узбекистан для лечения и профилактики пироплазмидозов крупного рогатого
скота (справка Государственного ветеринарного комитета от 30 августа 2017
года № 02/24-192). В результате при применении пролонгированного и мало
токсичного препарата «ПОЛИКАРБ» достигнуто 99% эффективность.

Апробация результатов исследования.

Результаты исследований доло-

жены в виде докладов на 2 международных симпозиумах, , 4 конференциях
проведѐнных в странах СНГ и 7 республиканских научных форумах. Также
представлены на V Республиканской ярмарке инновационных идей, техно-
логий и проектов.

Опубликованность результатов исследования.

По теме диссертации

опубликованы 29 научных работ, из них 2 патента,12 научных статей, в том
числе 1 в зарубежном журнале и 11 в республиканских журналах, рекомен-
дованных Высшей аттестационной комиссией Республики Узбекистан для
публикации основных научных результатов докторских диссертаций.

Структура и объѐм работы.

Диссертация состоит из введения, 6 глав,

заключения, списка использованной литературы, приложений. Объѐм диссер-
тации составляет 179 страниц.

36

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении

обосновывается актуальность и востребованность прове-

денного исследования, цель и задачи исследования, характеризуются объект
и предмет, показано соответствие исследования приоритетным направлениям
развития науки и технологий республики, излагаются научная новизна и
практические результаты исследования, раскрываются научная и практи-
ческая значимость полученных результатов, внедрение в практику резуль-
татов исследования, сведения по опубликованным работам и структуре
диссертации.

В первой главе диссертации под названием

«Полимеры в фармации,

карбоксилсодержащие иониты и особенности модификации поливинил-
хлорида»

представлен обзор литературы по анализу мирового опыта по

применению синтетических полимеров в медицине и ветеринарии, научным
исследованиям синтеза и применения карбоксилсодержащих ионитов, а
также изысканиям путей модификаций ПВХ различными методами и
реагентами с целью улучшения его механических, физико-химических
свойств и расширения областей его применения. Анализ литературных
данных позволил обосновать цели, задачи и выбор объектов исследования
диссертационной работы.

Во второй главе диссертации под названием

«Исследование взаимодей-

ствия полиметакриловой кислоты с имидокарбом»

представлены

результаты исследований физико-химическими методами: потенциометрии,
вискозиметрии, ИК-спектроскопии, фазово-контрастной микроскопии и
гравиметрии исследовано взаимодействие ветеринарного антипротозойного
препарата – 3,3-бис-(2-имидозолинил-2)-карбанилид дипропионата (имидо-
карба) с ПМАК. Учитывая ранее проведѐнные совместные фармакоки-
нетические исследования ПМАК содержащих

14

С-атомы, для получения

пролонгированной лекарственной формы препарата имидокарба, нами было
рекомендовано использование в качестве полимерной подложки ПМАК со
средневязкостной молекулярной массой 200000-220000.

В воде имидокарб диссоциирует с образованием сложного зеркально

симметричного болаформного катиона – имидокарб* (I) и пропионовой
кислоты (II):

(I) (II)

По химической структуре 3,3-бис-(2-имидозолинил-2)-карбанилид

(имидокарб*) принадлежит к классу органических оснований – диамидинам,
в связи с чем физико-химические закономерности, обнаруженные ранее при
исследовании взаимодействия азидина (комплексный соль 4,4

1

-диамидино-

NH C NH

O

N

NH

NH

N

.

С

2

H

5

COOH

2

H

2

O

H

+

N

NH

NH C NH

O

NH

N

+

H

C

2

H

5

COO

-

+2

37

диазоаминобензола с ацетуровой кислотой) с ПМАК можно отнести и к
первой системе имидокарб-ПМАК. Ранее различными физико-химическими
методами и фармакологическими исследованиями было установлено влияние
природы полимера носителя и его макромолекулярных характеристик на
иммобилизацию азидина. В диссертационной работе показана возможность
применения ПМАК для создания пролонгированной лекарственной формы
имидокарба.

На основании исследования взаимодействия ПМАК с имидокарбом

потенциометрическим методом (рис. 1) рассчитаны параметры электростати-
ческого связывания: и

1

=Д[H

+

]/[П]=2,79% и и

2

=Д[H

+

]/[ЛВ]=47,00%, которые

свидетельствуют о том, что лишь небольшая часть карбоксильных групп
участвуют в связывании молекул основания, и при этом почти половина от
введенного в систему амина связано с полимерной цепью ( в соотношениях
где полимерный комплекс не насыщен ЛВ и ещѐ растворим в воде).

Рис.1.

Кривые потен-

циометрического тит-
рования ПМАК имидо-
карбом (1) и без влияния
разбавления (2)

Для выявления вклада отдельных типов взаимодействия методами

вискозиметрии и гравиметрии был исследован процесс взаимодействия
полимера с лекарственным веществом (ЛВ) в системах: водный раствор KCI,
вода-метанол и вода-диметилсульфоксид (ДМСО). Увеличение ионной силы

Рис.2.

Зависимость связывания имидокарба на ПМАК в водно-органи-

ческих растворителях: вода-метанол (1) и вода-ДМСО (2) в усло-
виях стационарной сорбции. Соотношение имидокарб/ПМАК
0,24 моль/осн-моль., Т=308К.

38

приводит к закономерному уменьшению вязкости раствора из-за подавления
ионизации макромолекул ПМАК. При больших ионных силах раствора
значения удельной вязкости полимера и полимерного комплекса становятся
близкими, что является следствием конформационного сжатия макромолекул
и разрушением комплекса. Определены близкие значения удельной вязкости
раствора полимера и полимерного комплекса в смесях вода-ДМСО, тогда как
в смесях вода-метанол они сильно различаются. Результаты исследований
зависимости связывания имидокарба на ПМАК от природы растворителя
проведѐнные методом стационарной сорбции подтвердили уменьшение
иммобилизации ЛВ в водно-органических растворителях (рис.2).
На рис. 3 приведен ИК-спектр полимерного комплекса имидокарба с
ПМАК. При сравнении ИК-спектров полимерного комплекса со спектрами
имидокарба и ПМАК обнаружено изменение частот полос поглощения в
области 2500-3500 см

-1

. Например, в области 3200-3400 см

-1

наблюдается

широкая полоса поглощения, которую можно отнести к образованию меж-
молекулярной водородной связи между компонентами полимерного ком-
плекса. Полоса кетонной группы субстанции 1714 см

-1

в ИК- спектре имидо-

карба перекрывается в ИК-спектре полимерного комплекса полосой кислот-
ного карбонила ПМАК, поэтому в ИК-спектре полимерного комплекса наб-
людаются одновременное уменьшение максимума и смещение полос погло-
щения в более низкочастотную область 1703 см

-1

. Одновременно с этим, в

ИК-спектре ПМАК наблюдается полоса поглощения в области 2605 см

-1

,

относящаяся к валентным колебаниям гидроксильной группы полимерной
кислоты, а в спектре имидокарба в области 2683 см

-1

, относящаяся к асим-

метричным колебаниям аминогруппы, тогда как в спектре полимерного ком-
плекса наблюдается смещение их в более низкочастотную область 2571 см

-1

.

Рис. 3.

ИК-спектр полимерного комплекса имидокарба с ПМАК.

Таким образом, результаты физико-химических исследований процесса

связывания имидокарба с ПМАК показывают, что основную роль при его
иммобилизации играют электростатические взаимодействия между ионизи-
рованными группами полимера и ЛВ, затем водородные связи между ЛВ и
полимером и наконец, более слабые гидрофобные взаимодействия допол-
няют их.

4000.0

3600

3200

2800

2400

2000

1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400.0

0.0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38.0

cm -1

%T

3383.86

1703.94

1563.56

1487.57

1440.49

1289.14

1241.38

1178.65

1035.89

998.16

965.88

933.59

882.26

798.60

716.91

524.63

2571.42

2924.36

2985.99

2952.38

3243.69

1625.17

1600.00

1387.41

1367.83

746.85

39

Визуально и исследованием на инвентированном фазово-контрастном

микроскопе «Evos XL Cote» при кратности объектива (увеличении) – четы-
рѐхкратном, десятикратном, двадцатикратном, сорокократном установлено,
что при общем уменьшении концентрации полимерного комплекса раствор
остается прозрачным и только при увеличении концентрации и соотношения
ПМАК/ЛВ в растворе образуется суспензия. Необходимо отметить, что при
замене противоиона в имидокарбе на соляную кислоту система остается го-
могенной и прозрачной при любых соотношениях компонентов. Кроме того в
исследованной паре имидокарб-ПМАК при взаимодействии концентрирован-
ных растворов реагентов наблюдается сначала сшивка разных макромолекул
органическими дикатионами, приводящая к загустеванию раствора (рис. 4).
Через 20 минут после начала комплексообразования происходит выделение

Рис. 4.

Микроскопические снимки комплекса ПМАК/имидокарб

увеличенные в 4, 10, 20, 40 раз. ПМАК 3% 2,0 мл, имидокарб
16,6% 0,8 мл. ПМАК/ЛВ=1:2 г/г. 1- раствор ПМАК; 2- в начале
комплексообразования; 3-,4-,5-,6- соответственно 5, 15, 30 и 180
минут после комплексообразования.

макромолекул из водной фазы (1 тип фазового перехода), которые можно
видеть наглядно в виде кристаллических прозрачных конъюгатов (рис.4.)
При этом макромолекулы расположены параллельно друг относительно
друга, а в дальнейшем при увеличении проникновении органических дикати-
онов в пространство между макромолекулами, происходит значительное
экранирование ионизированных карбоксильных групп полимера за счет взаи-
модействия органических ионов с активными функциональными группами
макромолекул, в связи с чем значительно меняется их конформация. А через
180 минут после начала взаимодействия без внешного воздействия в системе,
макромолекулы образуют глобулярные (сферические) частицы, что приводят
к образованию достаточно устойчивого коллоидного состояния (рис. 4).

40

Исследованием зависимости выхода поликомплекса от исходного соот-

ношения ЛВ/ПМАК в системе было установлено, что содержание иммобили-
зованных молекул ЛВ в полимерном комплексе увеличивается пропорцио-
нально с ростом его концентрации в растворе. Однако начиная с мольного
соотношения ЛВ/ПМАК=0,6 моль/осново-моль и более, содержание органи-
ческих молекул в комплексе становится постоянным и предельное коли-
чество его в осажденном комплексе не превышает 0,15 моль/осново-моль,
что свидетельствует о насыщении полимерной матрицы органическими
ионами.

По данным потенциометрического титрования выделенной пропионовой

кислоты в процессе взаимодействия имидокарба с полимером вычислены
константы устойчивости поликомплекса 3,3-бис-(2-имидазолинил-2)-карба-
нилида с ПМАК равное 5,555∙10

4

л/моль, что указывает на достаточно проч-

ное связывание органических молекул ЛВ полимером носителем.
Для моделирования и использования УФ-спектроскопического метода
исследования при малых соотношениях ЛВ/ПМАК синтезированы гидрогели
на основе ПМАК не более 2%-ной сшивки, используя в качестве сшивающе-
го реагента N,N'-метилен-бис-акриламид. Сорбцию имидокарба изучали на
равновесно набухших в воде гидрогелях, в статических условиях. Кинетичес-
кие кривые сорбции имели классический характер. В начале процесса
происходило полное и быстрое связывание молекул ЛВ с макромолекулами
ПМАК, а через 3 часа наблюдалось насыщение полимерного носителя
органическим катионом.

Обработкой полученных данных по методу Ленгмюра-Клотца

графически определены значения К

св

и n. Установлено, что повышение тем-

пературы приводит к увеличению значений К

св

и n, которое свидетельствует

о химическом характере исследуемого процесса. На основе найденных
значений К

св

были рассчитаны термодинамические функции процесса

сорбции ЛВ сшитой ПМАК (табл. 1). Как видно из табл. 1 исследуемый
процесс протекает самопроизвольно, на что указывает отрицательное
значение свободной энергии. Уменьшение энтальпии можно объяснить коо-

Таблица 1

Термодинамические функции сорбции имидокарба гидрогелями

на основе сшитой ПМАК.

Т, К

n

К

св

.

10

4

,

л/моль



G,

Дж/моль



Н,

Дж/моль



S,

Дж/моль

.

К

293

5,26

12300

-22928,385

-3636,1

65,84

301

10,00

14600

-22097,475

61,33

311

16,67

28700

-21081,558

56,09

41

перативным взаимодействием между ионами ЛВ и полимером. Увеличение
энтропии системы можно объяснить тем, что при иммобилизации одной
молекулы имидокарба

*

выделяются две молекулы пропионовой кислоты, а

также молекулы воды из сольватных оболочек органических молекул ЛВ.

В третьей главе диссертации под названием

«Фармакологические

свойства полимерного комплекса полиметакриловой кислоты с имидо-
карбом»

представлены результаты фармакологических испытаний, разрабо-

танной на основе физико-химических исследований инъекционной лекар-
ственной формы имидокарба с ПМАК, препарата «ПОЛИКАРБ» содержа-
щего 40 мг/мл ЛВ и 60 мг/мл полимера. Изучением токсичности исходных
компонентов и поликомплекса показана принципиальная возможность полу-
чения малотоксичной лекарственной формы препарата методом смешения
водных растворов имидокарба и ПМАК, что связано с замедлением био-
трансформации и высвобождения ЛВ из полимерного комплекса (табл. 2).

Таблица 2

Острая токсичность полимерного комплекса имидокарб-ПМАК

определенная на белых мышах.

Препарат

ЛД

50

, мг/кг

Полиметакриловая кислота

950 (820

1100)

Имидокарб

87 (70

120)

Поликомплекс имидокарб-ПМАК «ПОЛИКАРБ»

600 (360

840)

2

Исследование влияния препарата «ПОЛИКАРБ» на функции животных

проводили на мышах, крысах, кошках, собаках и кроликах. Проведены
комплексные фармакологические исследования: хронической токсичности,
влияние на состав периферической крови, биологический показатель крови,
центральную и вегетативную нервную систему, артериальное давление и
дыхание, функции печени, почек и другие. Не обнаружено явных отличий в
поведении и физиологии животных контрольных и опытных групп.
Полученные результаты дают основания отнести данный препарат к 3-классу
безвредных веществ согласно ГОСТ 12.1.007 и позволяют рекомендовать его
к широкому применению.
Профилактическую эффективность препарата «ПОЛИКАРБ» исследо-
вали на животноводческом хозяйстве ООО «MАХСАМ-CHIRCHIK»
(Ташкентская область) под руководством к.в.н. А.Т. Рахимова на 30
животных и в объединении «Насл хизмат» (Кашкадарьинская область)
старшим научным сотрудником Узбекского научно-исследовательского вете-
ринарного института, к.в.н. У.К. Саттаровым на более 200 голов крупного ро-

_____________________________________________

2

Фармакологические исследования проводились в лаборатории фармакологии Главного

управления по контролю качества лекарственных средств и медицинской техники РУз
под руководством д.м.н., проф. Мусаева М.У.

42

гатого скота. Установлено, что препарат «ПОЛИКАРБ» в дозе 5 мл на 100 кг
живого веса обладает как лечебным, так и профилактическим действием при
пироплазмидозных болезнях животных.
На основании выше приведенных комплексных физико-химических и
фармакологических исследований совместно со специалистами ООО «AGRO
BIO KIMYO» были разработаны и утверждены нормативные документы. На
данный период на ООО «AGRO BIO KIMYO» организовано промышленное
производство препарата «ПОЛИКАРБ» мощностью 60000 упаковок в год
(Акт внедрения утвержденный 22 ноября 2013 года) и идет внедрение
препарата в ветеринарную практику (справка государственного ветеринар-
ного Комитета РУз от 30.08. 2017 года).

В четвертой главе диссертации под названием

«Синтез аминокарбок-

силсодержащих полиамфолитов на основе поливинилхлорида»

пред-

ставлены результаты исследований модификации ПВХ введением в
макромолекулу полимера соединений посредством аминогруппы. В качестве
модифицирующих реагентов нами были выбраны аминоуксусная,
аминокапроновая, орто-, мета-, пара- аминобензойные кислоты, в результате
чего были получены сорбенты, обладающие полиамфолитными свойствами.
Синтез полиамфолитов проводили взаимодействием промышленного ПВХ с
натриевыми солями водных растворов различных по химической структуре
аминокислот при разных температурах. Схематически этот процесс можно
представит следующим образом:

где R=CH

2

; (CH

2

)

5

; орто-, мета-, пара-фенильное кольцо.

Для подтверждения реакции модификации ПВХ исследованными
веществами определяли статическую обменную емкость (СОЕ) полученных
продуктов по НСl, что прямо указывает на количество звеньев с азотсо-
держащими функциональными группами. Установлено, что с повышением
концентрации модифицирующего агента выход продуктов, а также значение
СОЕ полученных полиамфолитов увеличиваются (табл. 3). Рост степени
превращения в данных реакциях с ростом концентрации модифицирующего
реагента в системе можно объяснить увеличением взаимодействий между
реагирующими компонентами. Полученные результаты указывают на явное
влияние природы и химической структуры модифицирующих реагентов на
ход реакции модификации ПВХ. Например, наличие фенильной группы в
структуре модифицирующего реагента сильно влияет на его реакционную
способность, которую можно объяснить с уменьшением основности по срав-
нению с аминоуксусной кислотой. Фактором стерического эффекта можно
объяснить уменьшение степени превращения в ходе модификации при ис-
пользовании соответственно: о-положение<м-положение<п-положение, хотя,
как известно, из классической органической химии, основность аминогруппы

43

увеличивается наличием в структуре карбоксильных групп в ряду о-
положение>м-положение>п-положение.

Таблица 3

Влияние концентрации модифицирующих реагентов на процесс

модификации ПВХ (Т=433К, время реакции 7 часов, модуль ванны=1:20.

Масса исходного полимера во всех опытах составляла 1 г).

Концен-

трация, %

Масса

полученного

продукта, г.

Степень

превращения, %

СОЕ по НСI,

мг-экв/г

Аминоуксусная кислота

5

1,30

11,5

2,28

10

1,31

12,0

2,39

15

1,38

13,5

2,71

20

1,38

13,5

2,71

25

1,42

14,0

2,82

Аминокапроновая кислота

5

1,18

15,8

2,02

10

1,21

15,8

2,02

15

1,24

18,0

2,31

20

1,24

18,0

2,31

25

1,24

18,0

2,31

Орто-аминобензойная кислота

5

1,08

9,0

1,11

10

1,18

10,7

1,32

15

1,17

11,3

1,38

20

1,20

11,3

1,38

25

1,20

11,3

1,38

Мета-аминобензойная кислота

5

1,11

12,5

1,59

10

1,19

13,0

1,62

15

1,20

13,5

1,68

20

1,20

13,5

1,68

25

1,24

13,5

1,68

Пара-аминобензойная кислота

5

1,29

16,0

2,00

10

1,34

17,3

2,12

15

1,34

17,3

2,12

20

1,32

17,0

2,10

25

1,40

17,3

2,12

Изученные реакции модификации ПВХ с аминокислотами являются

гетерогенными процессами и в них скорость реакции зависит только от
концентрации вещества находящегося в жидкой фазе. На основании полу-

44

ченных данных была построена логарифмическая зависимость степени
превращения от концентрации модифицирующих реагентов (рис. 5), из
которых были рассчитаны порядки скоростей данных реакций от
концентрации модифицирующих реагентов равные 0,75; 0,5; 0,2; 0,2; 0,2 со-

Рис. 5.

Логарифмическая зависимость степени превращения реакции

модификации ПВХ (1) аминоуксусной, (2) аминокапроновой,

(3) орто-, (4) мета-, (5) пара-амино-бензойной кислотами от кон-

центрации модифицирующего реагента. (Т=433К, ф =7 часов,
модуль ванны=1:20).

ответственно для систем: ПВХ – аминоуксусная, ПВХ - аминокапроновая,
ПВХ - о-аминобензойная, ПВХ - м-аминобензойная, ПВХ - п-аминобензой-
ная кислота.

Идентификация полученных продуктов была подтверждена снятием ИК-

спектров. Выявлено, что полосы поглощения в области 550-850 см

-1

соответствующие валентным колебаниям групп C-CI в ПВХ уменьшаются,
что свидетельствуют об уменьшении этих групп в макромолекуле. Полосы
поглощения в области 3200-3600 см

-1

расширяются в результате образования

межмолекулярных водородных связей между карбоксильной группой и
групп >NH, которые образовались при модификации ПВХ.
Исследованы и выявлены наиболее оптимальные температуры реакций
модификаций ПВХ с выбранными веществами. Реакции проводили взаимо-
действием исходного ПВХ с 15%-ными водными растворами натриевых со-
лей модифицирующих реагентов при Т=373, 393, 413, 433, 453К, в течении 7
часов. Установлено, что во всех исследованных системах с повышением тем-
пературы реакции выход продуктов и СОЕ синтезированных ионитов увели-
чиваются до 433К. Уменьшение выхода ионита при повышении температуры
выше 433К объясняется уменьшением активных функциональных групп
полимера за счѐт деструктивного процесса макромолекул ПВХ (выделения
HCI).
Рассчитаны энергии активации (E) исследованных систем, значения
которых равны 5,9; 6,5; 7,7; 7,3; 7,1 кДж/моль соответственно для систем:
ПВХ – аминоуксусная, ПВХ - аминокапроновая, ПВХ - о-аминобензойная,
ПВХ - м-аминобензойная, ПВХ - п-аминобензойная кислота. Рассчитанные
значения энергий активации исследованных реакций еще раз доказывают на

45

влияние основности аминогруппы в случае аминоуксусной и аминокап-
роновой кислот, а также стерического фактора соседних функциональных
групп в случае изомеров аминобензойной кислоты на исследованные процес-
сы модификации ПВХ.

Было установлено, что проведение реакции модификации ПВХ с иссле-

дованными модифицирующими реагентами в течение 7 часов является опти-
мальным, а 1:20 оптимальным модулем ванны. Показано положительное
влияние растворителя на ход реакций при увеличении гидрофобности в ряду:
вода-спирт-глицерин, что можно объяснить разрыхлением макромолекул,
изменениями конфигурационных, конформационных и надмолекулярных
эффектов при переходе вода-спирт-глицерин.

Совместно со старшим научным сотрудником-исследователем

математического факультета НУУз Н.С. Нурмухамедовой проведена
статистическая математическая обработка экспериментальных данных
реакций модификаций ПВХ аминоуксусной и м-аминобензойной кислотами,
где были внесены параметры:

температура (Х

1

); концентрация

модифицирующего реагента (Х

2

); время проведения реакции (Х

3

); б) по

продукту получения модифицированного материала - COE (Y). В
рассчитанных уравнениях регрессии для реакций химической модификации
ПВХ с аминоуксусной (1) и м-аминобензойной кислотой (2):

значение перед Х

2

было равно нулю,

так как

исследуемые реакции

гетерогенны, в связи с чем концентрация ПВХ в ходе реакции не изменяется.

Сопоставление физико-химических параметров наработанных образцов в
больших количествах с приведенными выше результатами математической
статической обработки показало полное их соответствие.

В пятой главе диссертации под названием

«Исследование свойств

разработанных аминокарбоксилсодержащих полиамфолитов»

представ-

лены результаты исследований свойств сорбентов: КСС-Г (модифицирую-
щий агент б-аминоуксусная кислота-«глицин») и КСС-МА (модифицирую-
щий агент м-аминобензойная кислота). Результаты физико-химических
исследований показали, что многие технико-эксплуатационные характерис-
тики разработанных карбоксилсодержащих сорбентов определѐнные по
методикам используемых в промышленности нормативным документам
соответствуют промышленно используемым сорбентам (табл.4).
Одним из основных технологических показателей новых исследуемых
сорбентов является их хемостойкость. По результатам исследований влияния
воздействия 5% HNO

3

, NaOH и 10% H

2

O

2

водных растворов на сорбционные

свойства полученных сорбентов можно утверждать, что испытанные
сорбенты обладают высокой хемостойкостью к воздействию сильных кислот,
оснований и окислителей. Это предопределяет возможность их использо-
вания в различных средах и позволяет определить области применения.

Таблица 4

Y = 0,02 X

1

+ 0 X

2

– 0,1X

3

+ 0,2

(1)

Y = 0,055 X

1

– 0 X

2

– 0,445 X

3

– 3,49

(2)

46

Технические характеристики сорбентов КСС-Г и КСС-МА

(время проведения реакций – 7 часов, температура нагрева системы 438 К,

концентрация модифицирующего реагента 20%, модуль ванны 1:20 г/мл)

Масса

ПВХ, г

Масса

продукта

реакции, г

Цвет
продук
-та

%
моди-
фика-
ции

Градуи-
ровоч-
ный сос-
тав, мм

СОЕ, по

НСI

мг-экв/г

Влаж-
ность,

%

Удельн

ый

объем,

см

3

/г

Насып-

ная

масса,

г/см

3

КСС-Г

30,012

30,0048

светло-
корич-
невый

21,74 0,06-

0,15

2,12

35,75

1,8267

0,5470

КСС-МА

30,006

30,0024

светло-

корич-

невый

23,69

0,06-

0,15

2,31

33,11

2,0107

0,4962

Исследование морфологии частиц полученных сорбентов проводили на
дифрактометре Emperian Series 2 (Panalytical Holland) и на приборе
ZEISSEVO MA Series Scanning Electron Microscope при различных увеличе-
ниях. Как и следовало ожидать в исследованных реакциях модификации
ПВХ с аминокислотами на морфологию получаемых сорбентов сильно
влияла природа растворителя. Из полученных снимков (рис. 6) следует, что
фрагменты частиц имеют плавные сферические формы и углубления. Экспе-
риментально было установлено уменьшение размера частиц при моди-
фикации ПВХ исследуемыми реагентами.

а) б)

в) г)

Рис. 6.

Микрофотографии частиц сорбента КСС-Г (а, б) и сорбента

КСС-МА (в, г).

47

ИК-спектроскопические исследования синтезированных сорбентов

проводили на Фурье - инфракрасном спектрометре Nicolet iS50 (Thermo
Fisher Scientific). В ИК-спектре модифицированного ПВХ аминокислотами,
явно наблюдаются деформационные колебания вторичной аминогруппы в
области поглощения в 3383,55 см

-1

, кроме этого появляются характерные

валентным колебаниям карбонильной группы полосы поглощения около
1725 см

-1

. При использовании в качестве модифицирующего реагента м-

амино-бензойной кислоты она смещается в область 1713,5 см

-1

, а также

появляется новый пик в области 1601,14 см

-1

характерный деформационным

колебаниям бензольного кольца, а при использовании в качестве
модифицирующего реагента глицина она смещается в область 1735,17 см

-1

.

Полученные результаты исследований морфологии и структуры

разработанных новых ионообменных материалов позволяют сделать вывод о
сохранении общей морфологии и структуры частиц сорбентов, полученных
на основе ПВХ, что указывает на сохранение основных физико-химических и
механических свойств выбранной полимерной матрицы.

Представлял научно-практический интерес исследование возможности

применения синтезированных сорбентов для разделения биологически
активных веществ и иммобилизации ЛВ. В качестве модельного лекарствен-
ного препарата был выбран имидокарб. Кинетику сорбции имидокарба на
сорбентах исследовали статическим методом, содержание ЛВ в растворе
определяли УФ-спектрофотометрическим методом на приборе UV-1800
Shimadzu при длине волны 239 нм. Было исследовано влияние продолжи-
тельности сорбции, концентрации раствора и температуры системы на
процесс сорбции ЛВ сорбентами КСС-Г и КСС-МА. Результаты
исследования кинетики сорбции ЛВ показали, что иммобилизация
имидокарба исследуемыми сорбентами, в основном, происходит на
начальной стадии процессса. В дальнейшем насыщение сорбентов
замедляется, что можно объяснить медленной диффузией ЛВ во внутрь
частиц сорбентов. Построение изотерм сорбции ЛВ исследуемыми
сорбентами показало уменьшение сорбции с увеличением температуры
системы. Это указывает на превалирования механизма физической сорбции
над хемосорбцией.

Исследования динамическим способом сорбции ЛВ показало, что

сорбент КСС-МА имеет намного большую сорбционную способность по
отношению к имидокарбу (0,103 г/г), чем сорбент КСС-Г (0,0758 г/г), хотя
СОЕ по HCI сорбентов имеет достаточно близкое значение (рис. 7). Это
также было подтверждено титрованием выделенной пропионовой кислоты
при статической сорбции имидокарба сорбентами раствором 0,006 н. NaOH.
В данном случае наблюдается влияние природы функциональной группы на
иммобилизацию органических молекул сорбентами. Наличие в сорбенте
КСС-МА в качестве функциональных групп остатка бензольного кольца для
кооперативного связывания органических молекул, чем аминоуксусная кис-
лота в сорбенте КСС-Г предопределяет большую сорбционную способность

48

Рис. 7.

Выходные кривые при динамической сорбции имидокарба

на сорбентах КСС-Г (1) и КСС-МА (2).

его по отношению к имидокарбу. Рассчитанные значения К

уст

полимерного

комплекса на основе сорбента КСС-МА (2,29∙10

8

л/моль) и КСС-Г (1,60∙10

8

л/моль) указывают на «мягкость» связывания молекул ЛВ с исследуемыми
сорбентами, что согласуются с литературными данными. Подтверждением
этому является похожесть УФ-спектров водного раствора десорбированного
ЛВ и имидокарба.
Для исследования десорбции ЛВ были использованы полученные насы-
щенные сорбенты имидокарбом при статической сорбции, в которых содер-
жание имидокарба в сорбенте КСС-Г составило 0,0029 г/г, а в сорбенте КСС-
МА составило 0,0041 г/г. В качестве десорбирующих растворов были исполь-
зованы 0,00167 М соляная кислота и 0,9% водный раствор NaCI. Анализ по-
лученных результатов десорбции показывает влияние природы модифици-
рующего реагента полимерной матрицы на процесс ликвации ЛВ (рис. 8),

Рис. 8.

Десорбция ЛВ

из насыщенного
сорбента КСС-Г
(1) и КСС-МА (2)
0,00167М соляной
кислотой динами-
ческим методом.

особенно это отмечается в применении в качестве десорбата водного раст-
вора HCI. Установлено влияние природы десорбата на исследуемый
процесс,что можно объяснить увеличением гидрофобности полимера за счѐт
уменьшения ионизации карбоксильных групп макромолекул в растворе HCI,
приводящий к общему сжатию частиц ПВХ и задерживанию молекул ЛВ во
внутреннем объѐме.

49

Одним из основных факторов оценивающих лекарственные формы на
основе полимеров является скорость ликвации ЛВ из комплекса. Для
моделирования ликвации имидокарба из насыщенных сорбентов в биологи-
ких условиях была исследована кинетика десорбции ЛВ в статических
условиях. В качестве модельного десорбирующего раствора использовали
0,9%-ный водный раствор хлористого натрия (рис. 9). Из рис. 11 видно, что в
обеих системах происходит сначала десорбция большого количества
иммобилизованного вещества, а затем процесс замедляется, что объясняется
быстрой ликвацией иммобилизованных молекул ЛВ на поверхности частиц

Рис. 9.

Зависимость ско-

рости десорбции иммо-
билизованного ЛВ 0,9%
водным раствором NaCI
из насыщенных сорбен-
тов на основе КСС-МА
(1) и КСС-Г (2) от
времени. Масса насы-
щенного сорбента 3,96
г., объѐм десорбата 200
мл, Т=298К.

ионитов и затем медленной диффузией их из внутренних участков сорбента.
Полученные результаты позволяют рекомендовать синтезированные
сорбенты как для использования в технологиях разделения, очистки физио-
логически активных веществ, так и для иммобилизации ЛВ с целью полу-
чения пролонгированных лекарственных форм. В то же время они дополняют
научные аспекты ионообменных процессов взаимодействия органических
веществ на ионитах.
С целью определения возможности использования синтезированных
сорбентов в качестве ионообменных материалов для умягчения воды были
исследованы процессы сорбции ионов кальция и магния из искусственных
растворов CaCI

2

и MgCI

2

статическим методом в интервале рН=7-8.

Содержание ионов Са

2+

и Mg

2+

до и после сорбции определяли атомно-

эмиссионным методом на приборе BERGHOF с программным обеспечением
Speedwave TM MWS-3

+

. Были изучены зависимости сорбции исследуемых

ионов металлов от продолжительности процесса, концентрации ионов
металлов в исходном растворе и температуры. Из полученных изотерм
сорбции ионов Са

2+

и Mg

2+

сорбентами в щелочной форме видно (рис. 10),

что с увеличением концентрации раствора сорбция ионов металлов увеличи-
вается, который указывает на подчинения данных процессов закономернос-
тям хемосорбции. Прямолинейный характер зависимости 1/Г от 1/С для
процессов сорбции исследованных ионов металлов свидетельствует о подчи-

50

А

Б

Рис. 10.

Изотермы сорбции ионов Са

2+

сорбентом КСС-МА (А)

и ионов Mg

2+

сорбентом КСС-Г (Б) при температурах: 1, 2, 3-

температура сорбции 293, 303, 313К соответственно.

ненности изучаемых процессов закономерностям мономолекулярной
адсорбции.
Термодинамические исследования ионного обмена необходимо для
выяснения его природы и построения общей теории избирательности. Между
тем в литературе сведения по данному вопросу недостаточны, что и принуди-
ло нас провести исследования термодинамических функций ионообменных
равновесий. Были рассчитаны изменения термодинамических функций
процессов, результаты которых приведены в табл. 6, откуда видно, что
процесс обмена ионов Са

2+

и Mg

2+

на ионы натрия протекает самопроизволь-

но с уменьшением свободной энергии, энтальпии и незначительным
увеличением энтропии системы. Увеличение энтропии системы в данном
процессе можно объяснить выведением двух ионов натрия при связывании
одного иона кальция или магния. Уменьшение энтальпии и увеличение
энтропии системы свидетельствуют о сильном связывании ионов Са

2+

и Mg

2+

исследованными сорбентами.
Сопоставление результатов исследований позволяет сделать вывод о
влиянии природы модифицирующего реагента на сорбционные способности
сорбентов к исследованным ионам металлов, а также о незначительном
влиянии ион радиусов сорбатов на процесс.
Десорбцию насыщенных сорбентов ионами Са

2+

и Mg

2+

в количестве по

5,0 г проводили динамическим методом, анализ аликвот проводили атомно-
эмиссионным методом на приборе BERGHOF. Содержание кальция в
насыщенном сорбенте КСС-Г составляло 1,158∙10

-4

моль/г, а в сорбенте

КСС-МА 1,07∙10

-4

моль/г. Содержание магния в насыщенном сорбенте

КСС-Г составляло 1,37∙10

-4

моль/г, а в сорбенте КСС-МА 1,48∙10

-4

моль/г.

Десорбатом являлся водный раствор 0,00167 М HCI. В результате проведѐн-

51

Таблица 6

Изменение термодинамических функции при сорбции ионов

кальция (II) и магния (II)слабокислотными сорбентами.

Т, К

Г

∞

∙10

-4

,

моль/г

К



G,

Дж/моль



H,

Дж/моль



S,

Дж/моль∙К

Ионы кальция (II)

Сорбент КСС-Г

293

0,76

5,74

-11565

28,66

303

0,71

3,57

-11456

-3166,67

27,35

313

0,65

4,54

-12094

28,52

Сорбент КСС-МА

293

0,55

10,10

-12174

37,59

303

0,50

10,00

-12589

-1160,67

37,71

313

0,30

10,00

-13016

37,87

Ионы магния (II)

Сорбент КСС-Г

293

0,76

6,09

-9216,21

27,28

303

0,71

1,10

-10196,8

-1220,65

29,62

313

0,65

1,20

-10656,2

30,14

Сорбент КСС-МА

293

2,63

2,23

-8500,57

24,46

303

1,35

9,25

-12432,68

-1333,33

36,63

313

1,33

8,52

-12420,46

35,42

ных исследований было установлено возможность полной ликвации
сорбированных металлов во всех случаях. На основании проведенных
исследований можно отметить, что перспективность применения сорбентов
КСС-Г и КСС-МА для концентрирования ионов металлов и очистки воды от
ионов Са

2+

и Mg

2+

являются очевидной.

В шестой главе диссертации под названием

«Методы получения

полимерных комплексов имидокарба и ионообменных материалов на
основе ПВХ»

приведены характеристики использованных реактивов,

условия получения полимерных комплексов и ионообменных материалов на
основе ПВХ, а также методика исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе проведѐнных исследований по докторской диссертации на

тему: «Получение, исследование физико-химических свойств и областей
применения карбоксилсодержащих полимеров» представлены следующие
выводы:

52

1.

При иммобилизации на полиметакриловой кислоте имидокарб

сохраняет химическую структуру. Выход полимерного комплекса
увеличивается в ряду растворителей: KCl-вода

˂

ДМСО-вода

˂

метанол-вода

˂

вода.

2. Связывание имидокарба полиметакриловой кислотой осуществляется

за счет кооперативных связей. В концентрированных растворах комплексо-
образование макромолекул ПМАК с 3,3-бис-(2-имидозолинил-2)-карбанили-
дом происходит через 1 тип фазового перехода.

3. Сорбция имидокарба гидрогелями ПМАК имеет химический характер

и процесс его иммобилизации на ПМАК происходит с уменьшением свобод-
ной энергии, энтальпии и незначительным увеличением энтропии системы.
4. Полимерный комплекс имидокарба с полиметакриловой кислотой
(препарат «ПОЛИКАРБ» содержащий 40 мг/мл ЛВ и 60 мг/мл полимера) при
введении подкожно в виде инъекционного водного раствора обладает низкой
острой и хронической токсичностью, не оказывает побочного действия.
5. Рекомендовано производство препарата «ПОЛИКАРБ» и введение
его при протозойных заболеваниях крупного рогатого скота в дозе 5 мл на
100 кг живого веса.
6.

Полимераналогичным

превращением

ПВХ

аминоуксусной,

аминокапроновой, о-, м-, п- аминобензойными кислотами получают грану-
лированные ионообменные полимерные материалы. В этих процессах
рекомендовано применение в качестве модифицирющих реагентов с высокой
основностью и с удобным стерическим расположением функциональных
групп.
7. Установлено, что наиболее оптимальными являются условия получе-
ния ионообменных материалов на основе ПВХ: модифицирующий реагент -
аминоуксусная кислота, концентрация модифицирующего реагента 20%,
Т=438К, модуль ванны=1:20 и 7 часов.
8. Технико-эксплуатационные характеристики сорбентов КСС-Г и КСС-
МА: СОЕ=2,12-2,31 мг-экв/г, влажность 35,75-33,11%, удельный объѐм 1,82-
2,01см

3

/г, насыпная масса 0,547-0,496 г/ см

3

соответственно и их химическая

устойчивость предопределяет широту областей их применения.
9. Установлено мягкое связывание сорбентов КСС-Г и КСС-МА
лекарственного препарата – имидокарб, а также ионов Са

+2

и Мg

+2

.

Рекомендуется использование их для иммобилизации лекарственных
веществ, для очистки физиологически активных веществ и умягчения
жѐсткости воды.

53

SCIENTIFIC COUNCIL on AWARD SCIENTIFIC DEGREES

DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01

AT THE INSTITUTE OF POLYMER CHEMISTRY AND PHYSICS

NATIONAL UNIVERSITY OF UZBEKISTAN

KARIMOV MAHMUD MURATOVICH

\

SYNTHESIS, INVESTIGATION OF PHYSICAL-CHEMICAL

PROPERTIES AND APPLICATION FIELDS OF CARBOXYL-

CONTAINING POLYMERS

02.00.06 - High-Molecular Compounds

DISSERTATION ABSTRACT

FOR THE DOCTOR OF SCIENCES (DSc) OF CHEMICAL

SCIENCES

Tashkent – 2017

54

Subject of dissertation of the doctor (DSc) of chemical sciences is registered at the Supreme
Attestation Commission under the Cabinet of Ministers of the Republic of Uzbekistan №
B2017.1.DSc/K11.

The dissertation was carried out at the Institute of National University of Uzbekistan.

The abstract of dissertation in three languages (Uzbek, Russian, English (resume)) is
placed on the website of the Scientific Council (polchemphys.uz) and on the website of
“ZiyoNET” information-educational portal (

www.ziyonet.uz

.)

Scientific supervisor:

Babayev Tuygun Mirzaahmedovich

Doctor of Chemical Sciences, Professor

Official opponents:

Magrupov Farhod Asadullaevich

Doctor of Chemical Sciences, Professor

Karimov Aminjon

Karimovich

Doctor of Chemical Sciences, Professor

Rafikov Adxam Salimovich

Doctor of Chemical Sciences, Professor

Leading organization:

Chemistry of Plant Substances AS RUz

The defense of the dissertation will take place on « 14 » novembe 2017 at «_14

00

» o’clock at a

meeting of Scientifical council DSc.27.06.2017.FM/K/T.36.01 at the Institute of Polymer

Chemistry and Physics (Address: 100128, Tashkent city, Abdulla Kadiri str., 7

б

, Tel.: (998-71)-

241-85-94; fax: (998-71) 241-26-61; e-mail:

polymer@academy.uz

)

The dissertation can be reviewed at the Informational Resource Centre of Institute of Polymer

Chemistry and Physics (registration number_____) (Address: 100128, Tashkent city, Abdulla

Kadiri str., 7

б

, Ph.: (998-71)-241-85-94;).

The abstract of the dissertation sent out on «____» ___________ 2017

(mailing report № ________ as of «____» __________ 2017)

S.Sh. Rashidova

Chairman of scientific council for

awarding of scientific degrees,

Doctor of Chemical Science

Professor, Academician

N.R.Vohidova

Scientific secretary of scientific council

on award of scientific degrees,

Doctor of Chemical Science, Senior researcher

V.O.Kudishkin

Chairman of scientific Seminar under Scientific

council for awarding the scientific degrees,

Doctor of Chemical Science, Senior researcher

55

INTRODUCTION (abstract of doctor (DSc) of chemical sciences)
The aim of the study

is a targeted synthesis of soluble and water-insoluble

polymers having carboxyl groups in the structure, establishing their physico-
chemical, medical-biological properties and processes of interaction with low-
molecular compounds, and the obtaining of an antiprotozoal preparation on their
basis.

The objects of the study

are MAK, PMAC, N, N'-methylene-bis-acrylamide,

imidocarb, polycomplexes of imidocarb with PMAC, veterinary drug
"POLIKARB", PVC, amino-acetic, aminocaproic, o-, m-, p-aminobenzoic acids,
polyampholytes obtained by modification of PVC, various salts and solutions.

The scientific novelty of the research is as follows:

for the first time the complexes of PMAC and imidocarb-dipropionate of 3,3-
bis (2-imidazolinyl-2) -carbanilide were synthesized;
for the first time, the possibility of a first-order phase transition of PMAC
macromolecules in the form of polymer complexes in the interaction of highly
concentrated solutions of PMAC and imidocarb was established;

the preservation of the chemical structure of the imidocarb by means of

cooperative binding during its immobilization at PMAC has been demonstrated;
for the first time on the basis of polymeric complexes PMAC and imidocarb
developed a little toxic and prolonged antiprotozoal dosage form;
for the first time, granular sorbents were obtained by modification of PVC
amino-acetic, aminocaproic, o-, m-, p-aminobenzoic acids;

the effect of the steric effect of neighboring functional groups, besides the

basicity of the amino group, on the modification of PVC by amino acids, has been
proved;

the regression equations for the reactions of modifications of PVC with

aminoacid and m-aminobenzoic acid have been calculated;

the strong influence of the solvent on the process of modification of PVC by

amino acids and the amorphous structure of the obtained samples were established.

Implementation of research results.

Based on the results of synthesis, the

study of the physicochemical properties and applications of synthetic cation
exchangers:

a patent for the invention of the Agency of Intellectual Property of the

Republic of Uzbekistan (No. IAP 04616, November 22, 2012) was obtained for the
preparation of polycomplex polymethacrylic acid and 3,3-bis (2-imidazolinyl-2) -
carbanilide having prolonged antiprotozoal effect. As a result, an import was
created replacing the veterinary drug;
a method for obtaining polyampholytes with aminocarboxyl containing
groups, a patent was obtained for the invention of the Agency of Intellectual
Property of Uzbekistan (No. IAP 05281. 27.09.2016). As a result, a simple and
easy method of obtaining sorbents allowing to prepare drinking water has been
created.

56

the developed preparation POLIKARB was introduced in the organizations

of the State Veterinary Committee of the Republic of Uzbekistan for the treatment
and prophylaxis of pyroplasmidosis of cattle (certificate of the State Veterinary
Committee of August 30, 2017 No. 02 / 24-192). As a result, when using the
prolonged and slightly toxic preparation "POLIKARB" 99% efficiency was
reached.

The structure and volume of the thesis.

The dissertation consists of an

introduction, six chapters, a conclusions, references and appendices. The size of
dissertation is 179 pages.

57

ЭЪЛОН ҚИЛИНГАН ИШЛАР РЎЙХАТИ

Список опубликованных работ

List of published works
I бўлим (I част; part I)

1.

Каримов М.М. Исследование взаимодействия полиметакриловой

кислоты с имидокарбом // Узбекский химический журнал. –Ташкент, 2014,
№6, -С.30-33. (02.00.00. №6).

2.

Каримов М.М., Мусаев М.У., Темиров И.Т., Жураева Д.Р. Фармако-

логические исследования антипротозойного препарата «ПОЛИКАРБ».
Ветеринария. 2014. N1. с. 48-52.

3.

Каримов М.М., Бабаев Т.М. Влияние природы и макромолекулярных

характеристик полимер носителя на иммобилизацию болаформных ионов //
Вестник НУУз. –Ташкент, 2015. №3/1, -С. 284-289. (02.00.00. №12).

4.

Каримов М.М. Исследование взаимодействия полиметакриловой

кислоты с лекарственным препаратом имидокарб // Вестник НУУз. –
Ташкент, 2015. №3/2, -С. 257-262. (02.00.00. №12).

5.

Каримов М.М., Рустамов М.К., Каюмов М.Б., Нурмухамедова Н.С.

Статический анализ реакций химической модификации поливинилхлорида с
аминокислотами // Вестник НУУз. –Ташкент, 2016. №3/1, -С. 269-273.
(02.00.00. №12).

6.

Мухамедов Н.Р., Каримов М.М., Рустамов М.К., Каюмов М.Б.,

Мирзаахмедов Ш.Я. Поливинилхлорид асосидаги ион алмашинувчи мате-
риалларнинг ИҚ-спектроскопик тадқиқоти // ТошДТУ хабарлари. –Ташкент,
2016. №2. -Б. 145-149. (02.00.00. №11).

7.

Каримов М.М., Рустамов М.К., Мусаев М.У., Бабаев Т.М.

Исследование влияния препарата «ПОЛИКАРБ» на функции животных //
Фармацевтический журнал. –Ташкент, 2016, №3. -С. 108-111. (02.00.00. №2).

8.

Каримов М.М., Рустамов М.К., Каюмов М.Б. Исследование иммоби-

лизации лекарственного препарата имидокарб карбоксилсодержащими
сорбентами // Научный вестник СамГУ. –Самарканд, 2016. №5. -С. 64-69.
(02.00.00. №9).

9.

Каримов М.М., Рустамов М.К., Каюмов М.Б., Мухамедов Н.Р.

Гидрофилизация поливинилхлорида методом химической модификации //
Узбекский химический журнал. –Ташкент, 2016, №4, -С. 57-65. (02.00.00.
№6).

10.

Мухамедов Н.Р., Каримов М.М., Рустамов М.К., Каюмов М.Б.,

Мирзаахмедов Ш.Я. Исследование морфологии ионообменных материалов
на основе поливинилхлорида // Композиционные материалы. – Ташкент,
2016. №4. -С. 55-59. (02.00.00. №4).

11.

Каримов М.М., Рустамов М.К., Каюмов М.Б. Исследование

возможности умягчения воды с применением новых сорбентов // Химия и
химическая технология. – Ташкент, 2017. №1. -С. 60-64. (02.00.00. №3).

58

12.

Каримов М.М., Каюмов М.Б. Ионообменные процессы взаимо-

действия имидокарба с аминокарбоксилсодержащими сорбентами // Вестник
НУУз. –Ташкент, 2017. №3/1, -С. 263-269. (02.00.00. №12).

13.

Рахимов А.Т., Каримов М.М., Рустамов М.К., Мухамедиев М.Г.,

Патент РУз № IAP 04616. Комплекс полиметакриловой кислоты и N,N-бис-
(3-(4,5-дигидро-1н-имидазол-2-ил)-фенил)-мочевины, обладающий пролон-
гированным антипротозойным действием. Бюлл. Изоб. 2012. №6. –С. 57.

14.

Каримов М.М., Рустамов М.К. Способ получения полиамфолитов с

аминокарбоксилсодержащими группами. Патент РУз. № IAP 05281. Бюлл.
Изоб. 2016. №5. –С. 55.

II бўлим (II част; part II)

15.

Хозяева Л.О., Малышев М.С., Каримов М.М., Мухамедиев М.Г.

Изучение процесса комплексообразования имидокарба дипропионата с
полиметакриловой кислотой // Международная конференция «Наука о
полимерах: вклад в инновационное развитие экономики». Тез. докл: -
Ташкент, 2011. -С. 98-100.

16.

Karimov M.M., Rustamov M.K., Mukhamediev M.G., Khozyaeva L.O.

Interaction of synthetic polyelectrolyts with some organic bications // Under the
sponsorship of IUPAC. 7th Inter. Symp. «Molecular mobility and order in
polymers systems». -St. Petersburg, 2011. -Р. 171.

17.

Хозяева Л.О., Каримов М.М., Малышев М.С. Исследование ком-

плексообразования имидокарба дипропионата с полиметакриловой кислотой
//VII Украинская конференция молодых ученых «Высокомолекулярные
соединения». Тез. докл: -Киев, 2012. -С. 124.

18.

Каримов М.М. Исследование динамического характера иммобили-

зации болаформных ионов на полиметакриловой кислоте.// Материалы II-ой
Международной Казахстанско-Российской конференции Химия и химичес-
кая технология». Тез. докл: -Караганда, 2012. том 1. -С. 197-199.

19

. Каримов М.М., Рустамов М.К., Хозяева Л.О., Мухамедиев М.Г.

Технология производства ветеринарного препарата «ПОЛИКАРБ». Каталог
V Республиканской ярмарки инновационных идей, технологий и проектов. –
Ташкент 2012, -С. 165.

20.

Каримов М.М., Мухамедиев М.Г., Мусаев У.Н. Модификация 4,4'-

диамидинодиазоаминобензола карбоксилсодержащими ионитами // Сорбци-
онные и хроматографические процессы. –С.-Петербург, 2012. Т12. Вып 1. -С.
124-132.

21.

Каримов М.М., Бабаев Т.М. Применение синтетических полимеров

в ветеринарной фармакологии // Материалы международной научно-
практической конференции «Актуальные проблемы науки о полимерах». –
Ташкент, 2013. -С. 66.

22.

Каримов М.М., Товмуродов С.К., Рустамов М.К. Разработка

технологии производства ветеринарного препарата «ПОЛИКАРБ» // Мате-
риалы международной научно-технической конференции «Ресурсо- и

59

энергосберегающие, экологически безвредные композиционные материалы».
-Ташкент, 2013. -С. 312-314.

23.

Каримов М.М., Рустамов М.К., Тимербаева Э.Р.. Назаров Б.Б. Полу-

чение катионитов методом полимераналогичных преврашений // Материалы
Республиканской научно-технической конференции «Перспективы науки и
производства химической технологии в Узбекистане». -Навоий, 2014, -С. 117.

24.

Тимербаева Э.Р., Рустамов М.К., Каримов М.М. Синтез и исследо-

вание физико-химических свойств полиамфолитов. Материалы XV между-
народной научно-практической конференции имени профессора Л.П. Кулѐва
студентов и молодых учѐных «Химия и химическая технология в XXI веке».
-Томск, 2014. Т. 2, -С. 191-192.

25.

Karimov M.M., Timerbaeva E.R., Rustamav M.K., Mukhamediev. M.G.

Synthesis and physic-chemical properties of carboxylic ionits // Under the sponsor-
ship of IUPAC. 8th International Symposium «Molecular order and mobility in
polimer system». -St. Petersburg, 2014, -Р. 116.

26.

Каримов М.М., Рустамов М.К., Мухамедов Н.Р., Каюмов М.Б.,

Мирзаахмедов Ш.Я. Способы модификаций поливинилхлорида // Материалы
международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы
отраслей химической технологии». -Бухара, 2015, -С. 362-364.

27.

Каримов М.М., Рустамов М.К., Каюмов М.Б., Мухамедов Н.Р.,

Мирзаахмедов Ш.Я., Бабаев Т.М. Поливинилхлорид в качестве подложки для
получения ионитов // Материалы VIII-международной научно-технической
кон-ференции «Горно-металлургический комплекс: достижения, проблемы и
современные тенденции развития». -Навои, 2015, -С. 391.

28.

Mukhamedov N.R., Karimov M.M., Rustamov M.Q., Mirzaakhmedov

Sh. Ya. Sorbents based on PVC for purification of physiologically active
substances // “Ўзбекистонда табиий бирикмалар кимѐсининг ривожи ва
келажаги” Республика илмий-амалий конференцияси материаллари тўплами.
-Тошкент, 2016. –Б. 24.

29.

Мусаев М.У., Каримов М.М., Бабаев Т.М. Фармакологические

свойства полимерного комплекса полиметакриловой кислоты с имидокарбом
// V- международная научная конференция «Распространение и меры борьбы
особо опасных болезней животных и птиц». -Самарканд, 2016. -С. 175-177.

60

Автореферат «ЎзМУ хабарлари» журналида таҳрирдан ўтказилди.