Войти используя аккаунт
Войти используя аккаунт:
Логин Пароль Забыли свой пароль?

Блоги

5.09.2018 / 09:46

Пероксиды, часть 1. Мы все учились понемногу

У Кларисы денег мало,

Ты богат — иди к венцу:

И богатство ей пристало,

И рога тебе к лицу.

(А.С. Пушкин, Дата создания: 1822, опубл.: 1826 г)

Необычный эпиграф. Как и сами пероксиды. Имел ли Александр Сергеевич отношение к пероксидам? Да, самое непосредственное. Например, к терпеновым пероксидам, которые доступны в натуральных продуктах, таких как скипидар или камфорное масло, и значительно облегчают страдания при приступах малярии или ревматизма. Ясно-понятно, что это именно терпеновый пероксид, в то время и слыхом не слыхивали.

Глянув на картинку нельзя сказать, что структуры терпенового пероксида и артемизинина очень похожи, но общность имеется, а поэтому и лечебные свойства сходные, при разной эффективности.

1.PNG2.PNG

Артемизинин, выделяемый из полыни однолетней, является природным пероксидом и одним из лучших современных препаратов против малярии. В 2014 году выделение артемизинина из полыни заменили на промышленный процесс производительностью 60 тонн в год, что очень и очень много для таких веществ (посмотрите в табличке далее на стоимость артемизинина).

Что бы искусственно получить хинин, который использовался для лечения малярии с XVII века в Европе и с конца XIX века в России, требуется 12 (как минимум) стадий синтеза, а для артемизинина всего пять:

3.PNG

Перечислю еще несколько природных пероксидов в медицини и на этом закончим:

· Ascaridole – первый природный пероксид, который стал использоваться в медицине с пониманием, что это именно пероксид;

· Yingzhaosu A, Yingzhaosu С, Gracilioether A, Mycangimycin, Talaperoxides A активно исследуются и используются, как противомалярийные препараты;

· Chondrillin и Plakorin, природные циклические перекиси, выделенные из морской губки Diacarnus megaspinorhabdosa, являются противомалярийными препаратами в тех случаях, когда хинин и артемизинин бессильны;

· Plakinic acid A – природный пятичленный кольцевой пероксид с развитой боковой цепью, используется для лечения онкологии и смертельных грибковых заболеваний;

А почему столько внимания малярии? А потому что ежегодно в мире заражается 150-300 миллионов человек и каждую минуту один из них умирает. Ареал распространения малярии расширяется вслед за зоной потепления. Длинная история использования хинина вызвала лекарственную резистентность, на смену ему пришел артемизинин, но и его эффективность снижается. Природные пероксиды из морских беспозвоночных пока обеспечивают эффективную борьбу.

Впрочем, давайте закрывать нашу лекцию по фармации, тем более что природа пока опережает нас по синтезу этих веществ, т. е. промышленных процессов либо мало, либо они несовершенны, за исключением артемизинина.

В русской терминологии для неорганических веществ, содержащих кислородный мостик –(О – О)–, рекомендуется использовать термин «пероксид», а для органических веществ с таким же мостиком «перекись». Но эта рекомендация теряет актуальность, так как появилось огромное количество и металлоорганических перекисных соединений. Можно добавить разделение на перекиси R–O-O–R и гидроперекиси R–O-O–Н. Но все это более актуально в контексте способов получения, а наша тема в этой заметке – это исключительно деньги, причем деньги, которые мы уже потеряли и продолжаем терять.

Поглядим на табличку. Получить такие данные совсем несложно, достаточно отправится на сайт Sigma-Aldrich, запастись терпением, знать название веществ на английском, и тогда весь мир химических реагентов, инициаторов, добавок и катализаторов будет лежать у ваших ног. К слову сказать, мой выбор веществ для таблица основывался на почти чистом «методе тыка», т. е. выбор фактически случайный.

Цены основаны на базе Sigma-Aldrich Corporation
для химических реагентов, инициаторов, добавок и катализаторов

Наименование пероксида

Ед. изм

Расфасовка

Стоимость в расфасовке, $

Стоимость $/кг или $/литр

sodium peroxide

грамм

100

109

654

calcium peroxide

грамм

100

27

162

lithium peroxide

грамм

50

32

384

barium peroxide

грамм

500

146

175

nickel (III) peroxide

грамм

5

106

12,720

nickel (II) peroxide hydrate

грамм

1

40

24,000

hydrogen peroxide (30%)

литр

4

350

88

zinc peroxide

грамм

1,000

75

75

sodium perborate tetrahydrate

грамм

1,000

94

94

magnesium peroxide complex

грамм

250

40

160

terbium peroxide

грамм

1

30

18,000

Stronсium peroxide

грамм

100

38

266

sodium percarbonate

грамм

2,500

91

25

ammonium persulfate

грамм

100

39

273

sodium persulfate

грамм

2,500

87

24

potassium persulfate

грамм

500

70

98

tert-Butyl hydroperoxide solution (5-6 M)

миллилитр

25

47

1,015

Urea hydrogen peroxide

грамм

250

88

211

Benzoyl peroxide

грамм

500

92

110

m-CPBA

грамм

100

81

486

Cyclobutane malonyl peroxide

грамм

10

480

27,840

2-Butanone peroxide

грамм

500

129

155

tert-Butyl peroxide

литр

1

134

134

Lauoyl peroxide

грамм

100

81

648

2,4-Dichlorobenzoyl peroxide, 50% in DBP

грамм

100

59

413

tert-Butyl peroxybenzoate

миллилитр

500

86

172

tert-Butyl peracetate solution, 50% in mineral spirits

миллилитр

500

77

154

Dicumyl peroxide

грамм

500

250

425

tert-Butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate

миллилитр

500

77

154

1,1-Bis(tert-amylperoxy) cyclohexane
solution, 80% in mineral spirits

грамм

500

74

148

tert-Butyl monoperoxymaleate

грамм

5

75

15,000

1,3-Bis(2-tert-butylperoxyisopropyl) benzene

грамм

250

150

414

1,1-Bis(tert-butylperoxy)-3,3,5-
trimethylcyclohexane

миллилитр

500

78

156

3,6,9-Triethyl-
3,6,9-trimethyl-1,4,7-triperoxonane

грамм

100

62

428

2,4-Pentanedione
peroxide solution

миллилитр

500

45

90

2,2-Di (tert-butylperoxy) butane

миллилитр

500

86

172

Chemiluminescent substrate, 0.25M/H2O

миллилитр

100

369

3,690

Artemisinin-Qinghaosu

грамм

5

107

14,766

Artesunate

грамм

25

113

3,119

2,5-Bis(tert-butylperoxy)-2,5-dimethylhexane

миллилитр

100

50

400

Слышу критиков: да ладно, это для лаборатории, это ОС. Ч (особой чистоты), это ХЧ (химически чистые), это ЧДА (чистые для анализа). Особо продвинутые начинают рассказывать еще и о A.C.S. (реактивы максимальной чистоты), Reagent (Препарат реактивной чистоты), U.S.P. (реактивы, удовлетворяющие требованиям Фармакопеи США).

Нет, не верно. Я выбирал, конечно, не 95% основного вещества (т. е. не «Технический»), а Ч. (чистые), отвечающие по своему качеству требованиям для промышленности – инициаторы, добавки, катализаторы. Если исходить из международной терминологии, то я брал цены для «Technical» – реактивы хорошего качества, предназначенные для использования в промышленности. Но они не могут применяться в пищевой отрасли, медицине и при производстве лекарств, т. е. если по-нашему, то это и есть тот самый «Ч».

Предлагаю, кстати, до следующего раза забыть о неорганических пероксидах, а иначе у нас получится лебедь, рак и щука от дедушки Крылова, так как сваливать в кучу перекиси органические и неорганические, да еще и разбавленные природными – это не очень хорошо. Пока лишь скажу, что в производстве неорганических пероксидов СССР, и соответственно Россия, хромали на обе ноги, поэтому внимание к ним будет именно на технологию. О получении пероксидов щелочноземельных металлов напишем побольше, совсем маленько о щелочных (так как они неинтересные и для пробирок), чуть побольше об амфотерных и конечно же о пероксидах группы железа и РЗЭ (в табличке цены соединений никеля и терббия сбивают с ног). А про перекись водорода говорить не будем вообще – уже сказано.

Но мы отвлеклись, возвращаемся к органическим перекисям и гироперекисям. Смотрим следующую таблицу, в которой собрана только малая часть веществ, которые используются в промышленных технологических процессах. Не указаны азотсодержащие перекисные соединения, которые используются в производстве полиуретанов, и галогенпроизводные органических перекисей, используемые для получения фторполимеров и галобутилкаучуков.

Широко используемые перекиси в процесса полимеризации всех типов и вулканизации каучуков, галогенировании, сульфохлорировании и сульфоокислении углеводородов

Наименование пероксида

Технология процесса

Каталитический

Не Каталитический

Гидроперекись кумила

Окисление кумола кислородом воздуха

+

+

Гидроперекись трет-бутила

Алкилирование перекиси водорода трет-бутиловым спиртом

-

+

Гидроперекись трет-бутила

Окисление i-C4 кислородом воздуха

-

+

Гидроперекись трет-бутила (как промежуточный продукт)

Окисление i-C4 кислородом воздуха, эпоксидирование пропилена с получением окиси пропилена

-

+ Халкон-процесс

Гидроперекись трет-бутила (как промежуточный продукт)

Окисление i-C4 кислородом воздуха, эпоксидирование хлористого аллила с получением эпихлоргидрина

-

+ Халкон-процесс

Перекись лаурила

Реакция хлористого лаурила и перекиси водорода

-

+

Перекись бензоила

Реакция хлористого бензоила и перекиси водорода

-

+

Трет-бутилпербензоат

Реакция Na-соли гидроперекиси трет-бутила и хлористого бензоила

-

+

Диизопропил-пероксидикарбонат*

Реакция диизопропилхлорформиата* и перекиси водорода

-

+

Перекись 2,4-дихлорбензоила

Реакция 2,4-дихлорбензоилхлорида и перекиси водорода

-

+

Ди (1-оксициклогексил) перекись***

Реакция циклогексанона и перекиси водорода

-

+

Диокси-2,2,2-трихлорэтилперекись

Реакция хлораля и окислительной смеси состоящей из перекиси водорода и олеума

-

+

4-трет-бутилперокси-4-метилпентанон-2

Алкилирование перекиси водорода диацетоновым спиртом

-

+

Пероксидиянтарная кислота

Реакцией янтарного ангидрида и перекиси водорода

-

+

Дигидроперекись м,п-диизопропилбензола

Окисление м,п-диизопропилбензола кислородом воздуха в щелочной среде

-

+

Ди-2-(трет-бутилпероксиизопропил) бензол

Реакция гидроперекиси трет-бутила и ди (2-оксиизопропил) бензола в уксусной кислоте

+

-

Перекись дигидроизофорона

Реакция гидроперекиси трет-бутила и 3,5,5-триметилциклогексанона

+

-

Ди (1-гидропероксициклогексил) перекись***

Реакция гидроперекиси трет-бутила и циклогексанона

+

-

*- по данной технологии можно получать практически любой пероксидикарбонат. Фосгенируя соответствующий спирт, получают алкилхлорформират, который вступаеь в реакцию с перекисью водорода с образованием пероксидикарбоната

** - диизопропилхлорформиат получают фосгенированием изопропилового спирта. О фосгенировании мы говорили вот тут http://rupec.ru/society/blogs/33668/ а так же о том, что это обычный технологический процесс

*** - обычно получают в виде пасты, например, в диметилфталате или дибутилфталате

Беглое сопоставление этой таблицы и таблицы с ценами покажет, что в столбце наименование пероксида имеется много знакомых букв, т. е. порядок цен понятен, хотя, как я уже говорил, воспользоваться поисковиком Sigma-Aldrich Corporation в деталях не составляет больших трудов. Коммерческие название химических реагентов, инициаторов, добавок и катализаторов, конечно же, совершенно иные, но в листе безопасности, который прилагается к покупке, всегда приводится и номенклатура, что помогает понять, что же вы добавляете в свой процесс.

К чему эта табличка с названиями перекисей на русском языке? А к тому, что все эти продукты (а это примерно 40% от всего перечня) выпускались на российских заводах, т. е. имеются регламенты, пояснительные записки, исходные данные на проектирование.

Органические перекиси – это не полимеры, ни каучуки, ни полиуретаны, для производства которых необходимы лицензионные технологии, оборудование с элементами патентования или полностью патентованное. Органические перекиси производятся по элементарным технологическим картам и единственно, что требуется свято соблюсти при проектирование это условия безопасности, а при эксплуатации их безусловно выполнять.

А к чему, спросите вы, я вообще завел весь этот на самом деле безбрежный разговор о перекисях? Думаю, отдельные товарищи из каучуковой отрасли уже в курсе. Цены на перекисные инициаторы немилосердны в последнее время, более того, ходят слухи, что в Европе, где производится большая часть номенклатуры, производство перекисей находится под давлением с позиций экологии и безопасности. Китай освоил производство многого, но не всего, что нужно, да и качество (и его стабильность) часто хромают. Ну и, конечно, валютные колебания не добавляют оптимизма импортерам перекисных расходников и вспомогательных веществ. Так что, может быть, пришло время осваивать перекиси на российской земле? Благо мы продолжаем оставаться крупнейшим экспортером каучуков.

Вернуться в раздел