Синтез пиррольных интермедиатов для высокосопряженных порфиринов
Для синтеза нитро-галогензамещенного пиррола было решено использовать метод, описанный выше, поэтому необходимо было синтезировать b,b’-дийодпиррол.
Указанное соединение получали в две стадии: первоначально проводили омыление 2,5-диметил-3-карбоэтоксипиррола (63) кипячением с 30% NaOH в метаноле в течение 9 часов, выход 2,5-диметил-3-карбоксипиррола (66) составил 65%; иодирование проводили в водно-метанольной смеси йодом в присутствии KI и поташа при 650 в течение 1,5 часов, выход 2,5-диметил-3,4-дийодпиррола (67) составил 45%. Соединение было охарактеризовано спектральными методами и физико-химическими методами и имеет следующие характеристики: Rf = 0,8 (Г:ЭА 1:3); ТПЛ =116-1200 (разл.); ПМР d (м.д.): 2.28–с. (6H; CH3); 8.01‑уш.c. (1H; NH); Масс спектр m/z (%): 347 (100%).
Реакцию замещения йода на нитрогруппу проводили по отработанной методике - при обработке 2,5-диметил-3,4-дийодпиррола (67) с нитритом серебра в ацетонитриле в течение 24 часов при комнатной температуре. В результате хроматографирования на колонке с силикагелем, было выделено 3 продукта (А, Б, В), которые были проанализированы с помощью Н1‑ЯМР спектроскопии. ПМР (CD3OD) d (м.д.): (А)‑ 2.21-с.(1Н); 2.54-c. (1H). (Б)- 1.45-c.(4H); 1.47-c.(18H); 2.18-c.(6H); 2.41-c.(4H); 3.35-c.(4H). (B)-1.43-c.(9H); 1.46-д.(2H); 1.62-c.(1H); 1.87‑c.(1H); 1.98-д.(2H); 2.42-c.(3H); 3.34-c.(3H); 6.51-c.(3H).
Основным является продукт (А) в ПМР-спектре которого наблюдалось 2 синглета одинаковой интенсивности в области 2.21 и 2.54 м.д., что позволило предположить о наличие двух неэквивалентных метильных группы в пиррольном кольце. Полученное соединение было проанализировано с помощью масс-спектрометрии MALDI. . Масс спектр m/z (%): 404 (100%); 388 (70%); 246 (42%). Полученные значения для молекулярных ионов оказались неожиданно высокими, что позволило предположить о наличии сложных структур, включающих в себя Ag+, что в последующем было подтверждено качественной реакцией на ионы серебра. Однако для установления структуры полученных комплексных соединений требуются дополнительные исследования.
4. Охрана труда
Введение
Работа на химических производствах связана с использованием агрессивных жидкостей и газов, высоких температур и других опасных и вредных факторов, влияющих на организм человека, поэтому необходимо уделять большое внимание вопросам охраны труда и защиты окружающей среды. Под охраной труда понимают систему мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда. Охрана труда является неотъемлемой частью производственной деятельности и должна обеспечиваться на всех стадиях технологического процесса. Особенно важно учесть все вредные факторы при работе химика-технолога, труд которого неизбежно связан с токсическими и пожароопасными веществами. В ходе разработки методов синтеза и анализа новых препаратов, создания новых технологий должны быть тщательно продуманы все меры предосторожности, позволяющие исключить воздействие на человека опасных и вредных производственных факторов, обеспечить снижение травматизма и профессиональных заболеваний, обеспечить охрану окружающей среды.
Проведение любой научно-исследовательской работы в химической лаборатории неразрывно связано с приобретением необходимых навыков безопасной работы, изучением и последовательным соблюдением норм и правил техники безопасности, заботой об улучшении и оздоровлении условий труда, что очень актуально в настоящее время.
Рассматриваемая магистерская диссертация, посвященная синтезу пиррольных интермедиатов для высоко сопряженных порфиринов, выполнена на кафедре ХТТОС МГАТХТ им. М.В.Ломоносова. Ниже анализируются токсичные и пожароопасные свойства веществ, использованных в работе, а также условия, при которых проводился эксперимент и необходимые меры по охране труда.
Токсические и пожароопасные свойства веществ.
Под токсичностью химических веществ подразумевают их способность вызывать нарушения нормальной жизнедеятельности, приводить к патологическим изменениям в организме или вызывать гибель живого организма. Для характеристики вредности вещества применяется система ПДК в воздухе рабочей зоны. Пожароопасность определяется тем, что в работе используются легковоспламеняющиеся и горючие жидкости. В настоящей работе использовались пожароопасные и токсичные вещества. Все работы с ними проводились в вытяжном шкафу при полном отсутствии огня.
Токсикологические характеристики, величины ПДК и пожароопасные свойства веществ, используемых в работе, приведены в таблицах 1,2.
Таблица 1. Токсические свойства веществ [85,86].
Наименование вещества |
Характер воздействия на организм |
Меры и средства первой помощи |
ПДК, мг/м3 |
Класс опасности |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Азотная кислота |
Вызывает ожоги кожи, при вдыхании паров - удушье и кашель, при попадании внутрь - раздражение слизистых оболочек. |
При ожогах кожи - промыть большим количеством воды. |
5 |
III |
Ацетон |
Поражает нервную систему, наркотическое воздействие, оказывает влияние на функции почек. |
При инголяционном отравлении - промывание глаз водой, ингаляция кислородом; при перорильном - промывание желудка. |
200 |
IV |
Ацетонитрил |
Головная боль, апатия, тошнота. |
Вдыхание амилнитрита. |
10 |
Ш |
Бензол Толуол |
Действует на нервную систему, наркотик, снижает артериальное давление, нарушает дыхание, вызывает судороги, кровотечения в полости рта, влияет на состав крови, раздражает кожу. |
Искуственное дыхание, при попадании в органы пищеварения вызвать рвоту и дать слабительное. |
20 |
II |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Гексан Гептан |
Слабое воздействие на кожу, может вызвать временное опьянение. |
Свежий воздух. |
250 350 |
IV IV |
Диметилсульфоксид |
Малотоксичен. |
При попадании на кожу промыть водой. |
20 |
IV |
Диэтиловый эфир |
Наркотическое воздействие, слезотечение, возможно развитие токсического отека легких. |
Свежий воздух. При попадании внутрь - промывание желудка, рвота. |
300 |
IV |
Изопропиловый спирт |
Наркотик, влияет на зрение и центральную нервную систему. |
Свежий воздух, горячее молоко с содой. |
100 |
III |
Метанол |
Сильный нервный яд. При попадании внутрь вызывает потерю зрения, паралич дыхательных центров. |
Промывание желудка водой, этанолом, высокое положение головы, лед на голову. Вдыхание кислорода с 5% углекислоты, искуственное дыхание. |
5 |
III |
Натрия гидроксид Калия гидроксид |
Ожоги кожи и слизистых оболочек. |
Промыть струей воды, обработать борной кислотой. |
0,5 0,5 |
II II |
Пиперидин |
В больших дозах угнетает; вызывает отчетливую сосудистую реакцию с нарушением кровяного давления. |
При остром раздражении слизистых оболочек глаз промыть 2% раствором соды или борной кислоты. В глаза закапать 0,5% раствор дикаина. |
0,2 |
II |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
SiO2 |
Общетоксическое действие, нарушение дыхательной функции легких (силикоз), раздражение легочной ткани острыми твердыми гранями частиц пыли. |
Устранение пылеобразования, использование индивидуальных защитных средств (очки, респиратор). |
1 |
II |
Соляная кислота |
Вызывает ожоги кожи, при вдыхании паров - удушье и кашель, при попадании внутрь - раздражение слизистых оболочек. |
При ожогах кожи - промыть большим количеством воды, затем 5% раствором бикарбоната натрия; свежий воздух. |
5 |
III |
Уксусная кислота |
Сильное раздражающее действие, хроническое воздействие паров вызывает острые, а затем хронические риниты, фарингиты, ларингиты, коньюктивиты и бронхиты. |
Свежий воздух; промыть 2% раствором соды нос, глотку, рот, дать теплого молока с содой. При ожоге глаз - длительное промывание водой. |
5 |
III |
Уксусный ангидрид |
Сильное раздражающее действие. |
Промыть струей воды. |
20 |
IV |
Хлорид -кальция |
При работе вызывает трещины на коже рук. |
Промывание водой кожи рук. |
2,5 |
III |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Хлористый метилен |
Поражает центральную нервную и кроветворную системы, вызывает патологические изменения печени и почек. |
Искуственное дыхание, внутривенно - лобелин, бемегрид; при попадании внутрь - вызвать рвоту, дать слабительное, промывание желудка вазелиновым маслом, инголяция кислородом. |
20 |
IV |
Хлористый тионил |
Вызывает раздражение слизистых оболочек дыхательных путей, глаз, легких, кожных покровов. |
Свежий воздух, промывание водой, покой. |
0,5 |
II |
Хлороформ |
Наркотический эффект, токсилогическое действие на обмен веществ, внутренние органы, особенно на печень. |
Свежий воздух, искусственное дыхание, покой. |
200 |
IV |
Четырех-хлористый углерод |
Наркотик, повреждение печени, почек, легких, потеря сознания, головная боль, головокружение, невриты зрительного нерва. |
Покой, введение глюкозы, исскуственное дыхание, высококалорийная диета |
20 |
II |
Этанол |
Действует на центральную нервную и сосудистую системы, печень; наркотик, вызывает тахикардию. |
Промывание желудка, искусственное дыхание |
1000 |
IV |