Автореферати та дисертаційні роботи

Permanent URI for this collection

https://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995

Browse

Now showing 1 - 20 of 1893

3d- інтеркаляційна модифікація шаруватих кристалів для пристроїв спінтроніки та молекулярної енергетики
(Національний університет "Львівська політехніка", 2011) Покладок, Надія Теофілівна
Розроблено способи формування інтеркалатних структур з почерговими фоточутливими напівпровідниковими та 3d-вмісними магнітоактивними нанопрошарками із забезпеченням прояву в них гігантського магніторезистивного ефекту при кімнатній температурі, 3d-інтеркаляційного модифікування графітових кластерів. Сформульовані основні гальвано-фотомагнітні закономірності для таких структур та розвинені шляхи їх ефективного використання у спінтроніці та молекулярній енергетиці. Уперше запропонована і експериментально обґрунтована концепція синтезу інтеркалатних наноструктур з 3d-вмісними „гостьовими” компонентами у зовнішньому магнітному полі - як ефективного способу керування їх властивостями та поведінкою у зовнішніх фізичних полях. Доведена невідома раніше можливість поєднання кулонівської блокади електричного струму гігантської величини діелектричної проникності при низькому (<1) значенні тангенса кута електричних втрат і надвеликого індуктивного відгуку в періодичному ансамблі магнітоактивних нанокластерів в напівпровідникових матрицях. Вперше встановлено формування магнетоелектретного стану в наноструктурованих об’єктах без прикладення зовнішнього електричного поля, термічна релаксація якого за кімнатних температур є оптично керована і забезпечує майже восьмикратне зростання величини ЕРС неперервного режиму порівняно з відомим термогальванічним ефектом в SmS. Разработаны способы формирования интеркалатных структур с чередующимися фоточуствительными полупроводниковыми и 3d-вместными нанослоями с обеспечением проявления в них гигантского магниторезистивного эффекта при комнатной температуре, 3d-интеркаляционного модифицирования графитовых кластеров. Сформулированы основные гальвано-фотомагнитные закономерности для таких структур и развиты пути их эффективного использования в спинтронике и молекулярной энергетике. Впервые предложена и експериментально обоснована концепция синтеза интеркалатных наноструктур с 3d-содержащими ,,гостевыми’’ компонентами во внешнем магнитном поле – как эффективного способа управления их свойствами и поведением во внешних физических полях. Доказана ранее неизвестна уникальная возможность сочетания кулоновской блокады электрического тока, гигантской величины диэлектрической проницаемости при низком (<1) значении тангенса угла электрических потерь и сверхвысокого индуктивного отклика в периодическом ансамбле магнитоактивных нанокластеров в полупроводниковых матрицах. Впервые установлено формирование магнетоэлектретного состояния в наноструктурированных обьектах без приложения внешнего электрического поля, термическая релаксация которого при комнатных температурах оптически управляема и обеспечивает существенное увеличение величины ЭДС непрерывного режима. Установлено, что не только процессы переноса, но и накопления заряда – спин-зависимые, а установлена возможность управления ими внешними физическими полями позволила впервые обеспечить коллосальное увеличение величины магнетосопротивления при комнатных температурах и слабых магнитных полях и магнето-емкостную связь сверхвысокой чувствительности. The fabrication methods of intercalant structures with alternately located photosensitive semiconductors and 3d-containing magnetoactive nanolayers was developed with ensuring the giant magnetoresistive affect at room temperature, 3d-intercalational modification of graphite clusters. The galvano-photomagnetic peculiarities for such structures were formulated and ways of their effective application in spintronic and molecular energetic were developed. The concept of synthesis of intercalanted nanostructures with 3d-containig “guest” components in external magnetic field as effective method for their property and behavior control in external physical fields was by the first time proposed and experimentally proved. The unknown before unique possibility of coulomb blockade of electric current, giant dielectric susceptibility value at low (<1) value of electric lose angle tangent, and overlarge inductive response in periodic structure of magnetoactive nanocluster combination in semiconductor matrices was proved. The effect of magnetoelectrete state formation in nanostructured objects, without external electric field application, was found. Its thermal relaxation at room temperatures is optically controlled and ensures eightfoldt increase of EMF in continuous mode in comparison with well known thermogalvanic effect in SmS.
4-Карбофункціоналізовані піразоли
(Національний університет "Львівська політехніка", 2010) Братенко, Михайло Калінінович
The dissertation deals with issues of developing an integrated approach to the purposeful transformation carbofunctionalized groups with the pyrazole nucleus position 4 in order to design biologically active acyclic and heterocyclic ensembles and condensed systems. The following methodology of the use of synthetic 4-fomylpyrazoles and products of their condensation with a N and C nucleophiles for the construction of complex and promising biologically active molecules has been developed: pyrazolo[3,4-d]pyridazynes, primary, secondary, tertiary, 4-pyrazolylmethylamines, 4-pyrazolyltiazolydin-4-ones, pyrazolyl-4- aminomethylphosphonic acids, pyrollo[2, 3-d] pyrazoles, 5-(pyrazol-4-yl)-2-pyrazolines, 4-(5-isoxazole)pyrazoles, (pyrazol-4-yl)-3,4-dihydropyrimidine-2 (thiones). Optimized known and developed alternative methods of obtaining high-performance 4-pyrazolecarboxylic, pyrazol-4-acetic, 3-(pyrazol-4-yl) propenoic, 2-[(benzoylamino)pyrazol-4-yl] propanoic, amino-3-(pyrazol-4-yl) propanoic acid. Their chemical properties and the direction of synthetic applications has been studied. It has been established that pyrazole-4-carboxylic acid and 4-aminomethylpyrazoles are convenient systems for basic highly reactive electrophilic reagents: 4-isocyanatopyrazoles 4-isothiacianatomethyl39 pyrazoles, 4-carbonylisothiocianatopyrazoles, 4-isothiocianatomethylpyrazoles. A systematic study of the behavior obtained elektrophyles in relation to the classical nucleophyles has been performed. A convenient and highly productive approach to the synthesis of highly reactive 4-chloromethylpyrazoles, the use of which has allowed for the first time to obtain synthetically promising reagents has been developed: 4-pyrazolylmethyltriphenylphosphones salts, -thiols, thio-(isothio)cyanates, -azido, -imides, isocyanates, -cyanides. A new method for the synthesis of biologically active 4-dihydro-2H-pyrazolo[4,3-c]quinolines which is based on the intramolecular arylation N-alkyl [3-(2-chlorophenyl)-4- pyrazolyl]methylamine has been developed. Диссертация посвящена созданию комплексного подхода к целенаправленной трансформации карбофункционализированних группировок в положении 4 пиразольного ядра с целью конструирования биологически активных ациклических и гетероциклических систем. Разработана методология синтетического применения 4-фoрмилпиразолов и продуктов их конденсации с рядом N- и С-нуклеофилов для создания сложных и перспективных биологически активных молекул: азинов, первичных, вторичных, третичных 4-пиразолилметиламинов, пиразолил-4- аминометилфосфоновых кислот, N-(4-пиразолилметил)сульфамидов, четвертичных аммониевых солей; ансамблей гетероциклических систем – 2-(4-пиразолил)тиазолидонов-5, 5-(пиразол-4-ил)-2-пиразолинов, 4-(5-изоксазолил)пиразолов, (пиразол-4-ил)-3,4-дигидропиримидин-2-онов(тионов), 1,3-ди(4-пиразолилметил)имидазолидинов, 1,3-ди(4-пиразолил- метил)гексагидропиримидинов, (пиразол-4-ил)2,3-дигидрофеналенонов; конденсированных гетероциклических систем - пиразоло[3,4-d]пиридазинов, пиразоло[3,4-d]оксазинов, пироло[2,3-d]пиразолов, 4-оксофеналено[2,3-c]пиразолов, бензо[h]пиразоло[4,3-c]изохинолинов, тиено[2,3-d]пиразолов. Оптимизированы известные и разработаны альтернативные высоко-производительные методы получения 4-пиразолкарбонових, пиразол-4-уксусных, 3-(пиразол-4-ил)пропеновых, 3-(пиразол-4-ил)пропиновых, 2- [(бензоиламино)пиразол-4-ил]пропанових, 2-амино-3-(пиразол-4-ил)пропа-нових, 3-(пиразол-4-ил)-2-оксопропановых кислот. Изучены их химические свойства и пути синтетического применения. Установлено, что пиразол-4-карбоновые кислоты и 4-аминометил- пиразолы являются удобными базовыми системами для получения високореакционных електрофильных реагентов: 4-изоцианатопиразолов, 4-изоцианатометилпиразолов, 4-карбонилизотиоцианатопиразолов, 4- изотиоцианатометилпиразолов. Систематически исследовано поведение полученных електрофилов по отношению к классическим нуклеофильным реагентам. Разработан удобный и высокопроизводительный подход к синтезу труднодоступных високореакционных 4-хлорметилпиразолов, использование которых позволило впервые получить синтетически перспективные реагенты: 4-пиразолилметил-трифенилфосфониевые соли, -тиолы, - тио(изотио)цианаты, -азиды, -имиды, -изоцианаты, -цианиды и изучить их химические свойства. Конденсацией 4-меркаптометилпиразолов с монохлоруксусной кислотой синтезировані ранее неизвестные 4-пиразолилметилсульфанил- уксусные кислоты, для которых отработаны оптимальные условия превращения в 4-метилсульфинилуксусные и 4-метилсульфонилуксусные кислоты. Предложена новая методология синтеза биологически активных 4- дигидро-2Н-пиразоло[4, 3-с]хинолинов, которая базируется на внутримолекулярном арилировании N-алкил[3-( 2-хлорфенил)- 4-пиразолил]метиламинов. Среди синтезированных соединений выявлены вещества с высокой антимикрбной, мемраностабилизирующей, сперматоцидной а также гербицидной и рострегулирующей активностью. Дисертація присвячена розробці комплексного підходу до цілеспрямованої трансформації карбофункціоналізованих угруповань в положенні 4 піразольного ядра з метою конструювання біологічно активних ациклічних та гетероциклічних ансамблів та конденсованих систем. Розроблена методологія синтетичного застосування 4- формілпіразолів та продуктів їх конденсації з низкою N- та С- нуклеофілів для побудови складних та перспективних біологічно активних молекул: піразоло[3,4-d]піридазинів, первинних, вторинних, третинних 4-піразолілметиламінів, 4-піразолілтіазолідин-4-онів, піразоліл-4-амінометилфосфонових кислот, піроло[2,3-d]піразолів, 5-(піразол-4-іл)-2-піразолінів, 4-(5-ізоксазоліл)піразолів, (піразол-4-іл)3,4-дигідропіримідин-2-онів(тіонів). Оптимізовано відомі та розроблено альтернативні високопродуктивні методи отримання 4-піразолкарбонових, піразол-4-оцтових, 3-(піразол-4- іл)пропенових, 2-(бензоїламіно)-3-піразол-4-ілпропанових, 2-аміно-3- (піразол-4-іл)пропанових кислот та вивчено їх хімічні властивості і напрямки синтетичного застосування. Встановлено, що піразол-4-карбонові кислоти та 4-амінометилпіразоли є зручними базовими системами для отримання високореакційних електрофільних реагентів: 4-ізоціанатопіразолів, 4-ізоціанатометил- піразолів, 4-карбонілізотіоціанатопіразолів, 4-ізотіоціанатометилпіразолів. Систематично досліджено поведінку отриманих електрофілів по відношенню до типових нуклеофільних реагентів. Розроблено зручний і ефективний підхід до важкодоступних високореакційних 4-хлорометилпіразолів, на основі яких вперше отримані синтетично перспективні реагенти: 4-піразолілметилтрифенілфосфонієві солі, -тіоли, -тіо(ізотіо)ціанати, -азиди, -іміди, -ізоціанати, -ціаніди. Запропоновано нову методологію синтезу біологічно активних 4,5- дигідро-2Н-піразоло[4,3-с]хінолінів, яка ґрунтується на внутрішньо- молекулярному арилюванні N-алкіл[3-(2-хлорфеніл)-4-піразоліл]метил- амінів.
4-Піразоліліміни та їх функціональні аналоги в cинтезі піразоловмісних гетероциклічних систем
(Національний університет "Львівська політехніка", 2014) Панасенко, Надія Віссаріонівна
Дисертація присвячена розробленню методів синтезу 1,3-дизаміщених піразолів, функціоналізованих в положенні 4 альдімінною, імідоїхлоридною, амідоксимною і амідразоновою групами, дослідженню їх хімічної поведінки в реакціях циклоутворення та виявленню факторів, які контролюють такі процеси. На основі циклізацій піразоліл-4-альдімінів із тіогліколевою та тіосаліциловою кислотами запропоновані способи добування відповідних іоногенних 2-(4-піразоліл) тіазолідин-4-онів і 2-(4-піразоліл)-2,3-дигідро-1,3-бензотіазин-4-онів з янтарним та гомофталевим ангідридами - 2-(4-піразоліл)-5-оксо-3-піролідин-карбонових та 3-(4-піразоліл)-1-оксотетрагідроізохінолін-4-карбонових кислот, а з нітрилімінами – похідних 5-(4-піразоліл)-4,5-дигідро-1Н-1,2,4-триазолів. Показана синтетична перспектива використання 4-піразолілімідоїлхлоридів-, амідоксимів та амідразонів як ефективних реагентів для побудови 4-піразолілзаміщених тетразолів, 1,2,4-окса(тіа)діазолів, 1,2,4-триазолів. Серед низки синтезованих 4-піразолілазолів(азинів) знайдені речовини із діуретичною, бактерицидною та протипухлинною активністю. Диссертация посвящена разработке новых и усовершенствованию существующих методов синтеза 1,3-дизамещенных пиразолов, функционализированных в положении 4 иминной, имидоилгалогенидной, амидоксимной и амидразонной группировками, и их применению для получения пиразолсодержащих би- и тригетероциклических систем. Реакция N-алкилиминов 4-пиразолкарбальдегидов с тиогликолевой и тиосалициловой кислотами предложена в качестве удобного метода синтеза соответственно 2-(4-пиразолил)тиазолидин-4-онов и 2-(4-пиразолил)-2,3-дигидро-1,3-бензотиазин-4-онов. Результаты проведенных экспериментальных исследований показали, что 4-пиразолилальдимины реагируют с янтарным ангидридом стереооселективно с образованием транс-2-(4-пиразолил)-5-оксо-3-пиролидинкарбоновых кислот, в то время как циклоконденсация с гомофталевым ангидридом приводит к смеси транс- и цис-3-(4-пиразолил)-1-оксотетрагидроизохинолин-4-карбоновых кислот. Циклоприсоединение нитрилиминов, генерированых из этиловых эфиров 2-арилгидразино-2-хлоруксусной кислоты, к N-алкилиминам 3-арил-1-фенил-4-пиразолкарбальдегидов использовано в качестве эффективного метода получения этиловых эфиров 5-(3-арилпиразол-4-ил)-4,5-дигидро-1Н-1,2,4-триазолкарбоновой кислоты и 3-(пиразол-4-ил)-1,2,4-триазоло [3,4-с][1,4]оксазинов. Предложен препаративно доступный метод синтеза 1-замещенных 5-пиразолилтетразолов, основанный на взаимодействии пиразол-4-имидоилхлоридов с триметилсилилазидом. Ранее неизвестные 4-пиразолиламидоксимы предложены в качестве удобных синтетических блоков для получения новых бигетероциклических ансамблей, содержащих пиразольный и 1,2,4-окса(тиа)диазольный циклы. Разработан метод синтеза 4-пиразолиламидразонов и установлено, что их циклоконденсация с этиловым эфиром ортомуравьиной кислоты, диметилацеталем диметилформамида, малеиновым ангидридом приводит к новым производным 3-(4-пиразолил)триазола, в том числе и функционализированным в положении 5 остатком акриловой кислоты. Изучены варианты использования 4-пиразолилальдиминов как интермедиатов трехкомпонентных реакций, приводящих к 4-(4,5-дифенил-имидазол-2-ил)пиразолам и 2-амино-4-пиразолил-4Н-1,3-оксазинам. Найдено, что 2-амино-4-пиразолил-4Н-1,3-оксазины региоселективно реагируют с 1-арил-1-хлор-2,2,2-трифторметилизоцианатами с образованием новой гетероциклической системы [1,3]оксазино[1,3,5]триазин-4-она. На основе пиразолил-4-альдиминов, -амидоксимов, -имидоилхлоридов, -амидразонов предложены методы конструирования соединений с диуретической, противомикробной и противоопухолевой активностью. Найдено, что этиловые эфиры 5-(3-арилпиразол-4-ил)-4,5-дигидро-1Н-1,2,4-триазолкарбоновой кислоты ингибируют рост клеток рака молочной железы, а 3-(пиразол-4-ил)-1,2,4-триазоло [3,4-с][1,4]-оксазины обладают высокой диуретической активностью. Dissertation is dedicated to development of synthesis methods of 1,3-disubstituted pyrazoles that are functionalized in position 4 by aldimine, imidoil-halide, amidoxime and amidrazone groups, study of their chemical behavior in reactions of cycle formation and detection of factors that control such processes. Based on pyrazolyl-4-aldimines cyclisations with thioglycolic and thiosalicylic acids methods of synthesis of corresponding ionogenic 2-(4-pyrazolyl)thiazolidine-4-ones and 2-(4-pyrazolyl)-2,3-dihydro-1,3-benzothiazine-4-ones; with succinic anhydride and homophtalic anhydride – 2-(4-pyrazolyl)-5-oxo-3-pyrrolidinecarboxylic acids and 3-(4-pyrazolyl)-1-oxotetrahydroisoquinoline-4-carboxylic acids, and with nitrileimines – derivatives of 5-(4-pyrazolyl)-4,5-dihydro-1H-1,2,4-triazoles. Synthetic perspective of 4-pyrazolylimidoilchlorides, amidoximes and amidrazones usage as effective reagents for building of 4-pyrazolylsubstituted tetrazoles, 1,2,4-oxa(thia)diazoles, 1,2,4-triazoles is shown. Among a number of synthesized 4-pyrazolylazoles(azines) compounds with diuretic, antimicrobial and antitumor activity were found.
5-Алкенілфункціоналізовані 4-хлороімідазоли та їх похідні
(Національний університет "Львівська політехніка", 2016) Мельник, Оксана Ярославівна
Дисертація присвячена створенню методів синтезу та дослідженню хімічних перетворень 5-алкенілфункціоналізованих 4-хлоро-1Н-імідазолів. Конденсацією 5-форміл-4-хлороімідазолів із нітроалканами та ацетофенонами розроблено загальні синтетичні підходи до нових імідазолілвмісних електрофільних реагентів – 5-(2-нітровініл)-4-хлороімідазолів та 3-(імідазол-5-іл)-1-арил-2-пропен-1-онів, які використані в препаративно зручних варіантах синтезу 4-(4-нітропіроліденіл)-4-хлороімідазолів, (4-хлороімідазол-5-іл)гексагідроспіро(індоліл-3,3'-піролізин)-2-онів, [4-(4-хлороімідазол-5-іл)-3-піроліденіл]арилкетонів та 2-(4-хлороімідазол-5-іл)-3-нітрохроменів Запропоновані методи одержання синтетично важливих (4-хлоро-1Н-імідазол-5-іл)оцтових кислот та фармакологічно значимих 5-(4-хлороімідазол-5-іл)метилен-1,3-тіазолідин-2,4-діонів та 4-(4-хлороімідазол-5-іл)-2-амінохроменокарбонітрилів. Методами біоскринінгу виявлена виражена бактерицидна дія 4-хлоро-5-(2-нітровініл)- та 5-ароїлвінілімідазолів, синтезованих на їх базі похідних піридину та хромену, а також гіпоглікемічна активність гібридних імідазоліл-тіазолідинових структур. Диссертация посвящена разработке методов синтеза и химическим превращениям 5-алкенилфункционализированных 4-хлор-1Н-имидазолов. Показано, что конденсация 5-формил-4-хлоримидазолов с нитроалканами и ацетофенонами представляет собой удобный метод получения новых 5-(2-нитровинил)-4-хлоримидазолов и 3-(имидазол-5-ил)-1-арил-2-пропен-1-онов, которые являются перспективными предшественниками для дальнейшего синтеза новых производных в том числе с биологической активностью. Выявлено, что 5-(2-нитровинил)-4-хлоримидазолы и 3-(имидазол-5-ил)-1-арил-2-пропен-1-оны являются эффективными электрофильными реагентами в реакциях [2+3]-циклоприсоединения с нестабилизированными азометинилидами. На их основе разработано препаративно простой способ синтеза 4-(4-нитропирролиденил)-4-хлоримидазолов, (4-хлоримидазол-5-ил)гексагидроспиро(индолил-3,3'-пирролизин)-2-онов и [4-(4-хлоримидазол-5-ил)-3-пирролиденил]арилкетонов. Квантово-химическими методами вычислены энергии исходных соединений, переходных состояний и продуктов реакции. Взаимодействием 4-хлор-5-(2-нитровинил)имидазола с салициловым альдегидом получены ранее неизвестные 2-(4-хлоримидазол-5-ил)-3-нитрохромены, циклоконденсация которых с N-метилазометинилидом и азидом натрия приводит к производным 4-(4-хлоримидазол-5-ил)-3а-нитрохромено[3,4-c]пиррола и 4-(4-хлоримидазол-5-ил)хромено[3,4-d][1,2,3]триазола. Конденсацией 5-формил-4-хлоримидазолов с (метилсульфинил)(метилтио)-метаном по Кневенагелю получены S,S(O)-кетенацетальные производные имидазола, кислотный гидролиз которых приводит к синтетически важным (4-хлоримидазол-5-ил)уксусным кислотам. Продемонстрировано, что кетовинильний фрагмент 3-(имидазол-5-ил)-1-арил-2-пропен-1-онов может быть удачно использован для создания нового пиррольного цикла. В условиях реакции Генри они реагируют с нитрометаном с образованием 1-арил-3-(имидазол-5-ил)-4-нитробутанонов, восстановительной конденсацией которых цинком в уксусной кислоте получены производные (3,4-дигидро-2Н-пиррол-3-ил)-4-хлоримидазолов. Установлено, что 5-(2-нитровинил)-4-хлоримидазолы реагируют с тиолами, анилинами и 3-метил-2-пиразолин-5-оном по схеме реакции Михаэля с образованием соответственно 5-(2-нитроэтил-1-сульфанил)-4-хлоримидазолов, N-[2-нитроэтил-1-(4-хлоримидазол-5-ил)]-N-ариламинов и 4-[2-нитроалкил-1-(4-хлоримидазол-5-ил)]-5-метилпирразол-3-онов. Разработаны региоселективные трехкомпонентные циклизации 5-формил-4-хлоримидазолов с циануксусным эфиром (малононитрилом) и ацетофеноном (димедоном), которые протекают через промежуточные 5-алкенилфункционализированные имидазолы и приводят к 4-(4-хлоримидазол-5-ил)-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3-карбонитрилам и 4-(4-хлоримидазол-5-ил)-2-аминохроменокарбонитрилам. Разработаны способы получения фармакологически значимых гибридных структур – 5-[(1-арил-4-хлор-1Н-имидазол-5-ил)метилен]-1,3-тиазолидин-2,4-дионов и их экзогидрированных аналогов - 5-[(1-арил-4-хлор-1Н-имидазол-5-ил)метил]-1,3-тиазолидин-2,4-дионов. Методами биоскрининга выявлено выраженное бактерицидное действие 4-хлор-5-(2-нитровинил)- и 5-ароилвинилимидазолов, а также синтезированных на их основе производных пиридина и хромена, и гипогликемическая активность гибридных имидазолил-тиазолидиновых структур. This thesis is devoted to creation methods of synthesis and investigation of chemical transformations of alkenyl-functionalized 4-chloro-1H-imidazoles. Condensation of 5-formyl-4-chloroimidazoles with nitroalkanes and acetophenones developed general synthetic approaches of new imidazole-containing electrophilic reagents – 5-(2-nitrovinyl)-4-chloroimidazoles and 3-(imidazol-5-yl)-1-aryl-2-propen-1-ones that are used in preparatory convenient synthesis variants of 4-(4-nitropyrrolidinyl)-4-chloroimidazoles, (4-chloroimidazol-5-yl)hexahydrospiro(indolyl-3,3'-pyrrolysine)-2-ones and [4-(4-chloroimidazol-5-yl)-3-pyrrolidinyl]arylketones 2-(4-chloro-5-imidazolyl) -3-nitrochromenes. The methods of obtaining synthetically important (4-chloro-1H-imidazole-5-yl)acetic acid and pharmacologically significant 5-(4-chloroimidazol-5-yl)methylene-1,3-thiazolidine-2,4-dione and 4-(4-chloroimidazol-5-yl)-2-aminochromenocarbonitriles was proposed. By bioscreening methods revealed pronounced bactericidal effect of 4-chloro-5-(2- nitrovinyl)- and 5-aroylvinylimidazoles, synthesized based on them pyridine and chromene derivatives and also hypoglycemic activity of hybrid imidazolyl-thiazolidine structures.
5-Карбофункціоналізовані 4-Хлоро-1Н-імідазоли: синтез, структурна модифікація та біологічні властивості
(Вищий державний навчальний заклад України "Буковинський державний медичний університет", 2018) Чорноус, Віталій Олександрович; Вовк, Михайло Володимирович; Вищий державний навчальний заклад України "Буковинський державний медичний університет"; Вовк, Андрій Іванович; Обушак, Микола Дмитрович; Шемчук, Леонід Антонович
Дисертаційна робота присвячена розробленню методології синтезу нових хемотипів 5-карбофункціоналізованих 4-хлоро-1Н-імідазолів, та їх спрямованій структурній модифікації для конструювання біоактивних систем. Створено препаративно зручні способи синтезу 5-форміл-4-хлоро-1Н-імідазолів взаємодією N-заміщених гліцинамідів та імідазолідин-2,4-діонів із реагентом Вільсмейєра-Хаака. Знайдені умови селективного введення в положення 2 імідазольного циклу галогенів, N-, О- та S- вмісних функціональних груп, які лягли в основу препаративного синтезу 2-функціоналізованих 5-форміл-4-хлоро-1Н-імідазолів. Синтетичний потенціал альдегідної групи 5-форміл-4-хлоро-1Н- імідазолів використано для отримання нових типів 5-карбофункціоналізованих імідазолів, бігетероциклічних та конденсованих імідазоловмісних систем. На основі 4-сульфанілбензилімідазол-5-карбальдегідів синтезовані нові біелектрофільні системи - 5-формілімідазол-4-сульфохлориди, які використані для одержання похідних невідомої раніше гетероциклічної системи - 2,5- дигідроімідазо[4,5-е][1,2,3]тіадіазин-1,1-діоксиду. В ряду 5-трифторометил-4-хлоро-1Н-імідазолів, тіосемикарбазонів та ізонікотиноїлгідразонів 4-хлоро-1Н-імідазол-5-карбальдегідів знайдені сполуки із протитуберкульозною активністю. Встановлено, що (5-формілімідазол-4-іл)тіооцтові кислоти в експериментах in vitro проявляють високу антиоксидантну активність. Серед 5-(4-хлоро-1Н-імідазоліл)метилен-1,3-тіазолідин-2,4-діонів і продуктів їх екзоциклічного відновлення виявлено сполуки з вираженою гіпоглікемічною активністю. Диссертационная работа посвящена созданию методологии синтеза новых хемотипов 5-карбофункционализованных производных 4-хлор-1Н-имидазола и их направленной структурной модификации для конструирования биоактивных систем. Ключевыми субстратами для синтеза 5-карбофункционализованных 4- хлор-1Н-имидазолов являются 1-алкил(арил)-2Н(хлор, арил)-5-формил-4-хлор- имидазолы, полученные из N-алкил(арил)глицинамидов, N-ароил-N- арил(алкил)глицинамидов и 1-алкил(арил)имидазолидин-2,4-дионов в условиях реакции Вильсмейера-Хаака. Исходя из 5-гидроксиметил-4-хлоримидазолов, полученных восстановлением альдегидной группы 5-формил-4-хлоримидазолов синтезированы 5-фторметил-4-хлоримидазолы и 5-хлорметил-4-хлоримидазолы, которые были использованы в синтезе ряда неизвестных ранее бигетероциклических гибридных систем - 1-(5-имидазолил)метил-1,2,3-триазолов и 1-(5-имидазолил)дигидропирроло[3,4-d]триазол-4,6(1Н,5Н)-дионов. Для 1-(2-галогеноарил) -5-аминометилимидазолов и 1- (2-бромоарил) -5 -[(ацетилсульфанил)метил]-4-хлор-1Н-имидазолов найдена оригинальная реакция некаталитического внутримолекулярного N- и S- арилирования в ранее неизвестные 3-хлоримидазо[1,5-а]хиноксалины и 3-хлоримидазо-[5,1-c][1,4]- бензотиазины. Разработан способ селективного окисления 4-хлор-5-формилимидазолов в 4-хлоримидазол-5-карбоновые кислоты. Установлено, что окисление альдегидной группы 5-формил-4-хлоримидазолов N-бромсукцинимидом сопровождается бромированием положения 2 имидазольного цикла. Реакцией 4-хлор-1Н-имидазол-5-карбальдегидов с гидразином и его производными синтезированы соответствующие гидразоны и тиосемикарбазоны, которые использованы для получения ряда биологически активных бигетероциклических систем: (1,3-тиазол-2-ил)гидразонов 1-арил-4- хлор-1Н-имидазол-5-карбальдегидов, [({[4-хлор-1Н-имидазол-5-ил]метилен}- гидразино)-4-оксо-1,3-тиазол-5-ил]уксусных кислот. Химический потенциал альдегидной группы 5-формил-4-хлоримидазолов был эффективно раскрыт в реакциях с СН-нуклеофильными реагентами. Взаимодействием 5-формил-4-хлоримидазолов с нитроалканами, арил-(гетерил)метилкетонами, азолидонами и последующей модификацией продуктов конденсации получены производные имидазола, содержащие в положении 5 цикла нитропиролидиновый, пиролизиновый, нитрохроменовый, пиразолиновый, пиролиновый фрагменты. Эффективным методом модификации серосодержащими фрагментами положения 4 имидазольного цикла 1-арил-5-формил-4-хлор-1Н-имидазолов являэться их взаимодействие с тиоалканкарбоновыми кислотами и бензилмеркаптаном. Полученные 4-(бензилсульфанил)-5-формил-1H- имидазолы при селективном окислении молекулярным хлором, были превращены в неизвестные ранее 1-арил-5-формил-1Н-имидазол-4- сульфохлориды. Разработанные методы их использования в синтезе соответствующих сульфокислот, сульфонилазидов, сульфониламидов и эфиров, а также новой конденсированной гетероциклической системы - 2,5-дигидроимидазо[4,5-е][1,2,3]-тиадиазин-1,1-диоксида. В рядах (имидазол-5-ил)гидразонов и тиосемикарбазонов, 1-нитро-2-(имидазол-5-ил)этенов, 4-(имидазол-5-ил)-2-оксо-1,2-дигидропиридин-3 карбо-нитрилов найдены соединения, которые в диапазоне концентраций 0,25-125мкг/мл проявляют широкий спектр противомикробного действия. Установлено, что отдельные представители N'-[(1Н-имидазол-5-ил) метилен]изо¬никотино¬гидразидов, тиосемикарбазонов 5-формил-4-хлор-1Н-имидазола и 1-арил-5-трифторметил-4-хлор-1Н-имидазола в концентрациях 0,05 мкг / мл в 4 раза более эффективными против М. tuberculosis, чем препарат первого ряда изониазид при значительно меньшей острой токсичности. Полученные в экспериментах in vitro результаты исследований 5-карбофункционализованных производных имидазол-4-тиоалканкарбонових кислот показали, что указанный тип соединений обладает выраженной антиоксидантной активностью в диапазоне концентраций 10-1-10-3моль / л. Исследование гипогликемического действия {5-[(1,3-тиазолидин-5- илиден)метил]имидазол-4-ил}тиоуксусных кислот, 5-[(1-арил-4-хлор-1Н- мидазолил-5-ил)метилен]-1,3-тиазолидин-2,4-дионов и их экзогидрованных аналогов, проведенные в эксперименте in vivo, показали, что они проявляют больший и более длительный гипогликемический эффект чем препарат сравнения пиоглитазон при низкой острой токсичности. The thesis is devoted to the development of a methodology for the synthesis of new chemotypes of 5-carbo-functionalized 4-chloro-1H-imidazole, and their directed structural modification for the design of bioactive systems. Preparationally convenient methods for the synthesis of 5-formyl-4-chloro-1Himidazole by the interaction of N-alkyl (aryl) glycinamide, N-aroyl-N-alkyl (aryl) glycinamide and imidazolidine-2,4-dione with the Vilsmeier-Haack reagent were developed. The conditions for the introduction into position 2 of the imidazole ring of halogens, N-, O- and S-containing functional groups were established, which served as the basis for the preparative synthesis of the corresponding 2-functionalized 5-formyl-4-chloro-1H-imidazoles. The synthetic potential of the aldehyde group of 5-formyl-4-chloro-1Himidazole was used to obtain new types of 5-carbo-functionalized imidazole, biheterocyclic and condensed imidazole-containing systems with potential biological activity. The conditions for the nucleophilic substitution of the chlorine atom at position 4 of the 5-formyl-4-chloro-1H-imidazole nucleus were studied, which allowed the development of a productive method for the synthesis of 4-S-substituted 5- formylimidazoles. A method has been developed for converting 4- sulfanylbenzylimidazole-5-carbaldehydes into new bielectrophilic systems. 5- formylimidazole-4-sulfochlorides, which are used to prepare derivatives of the previously unknown heterocyclic system 2,5-dihydroimidazo [4,5-e][1,2,3] thiadiazine -1,1-dioxide. Compounds with anti-tuberculosis activity were found in the series 5-trifluoromethyl-4-chloro-1H-imidazole, thiosemicarbazones and isonicotinoylhydrazones of 4-chloro-1H-imidazole-5-carbaldehydes. It has been established that (5-formylimidazol-4-yl) thioacetic acids and their structurally modified derivatives exhibit high antioxidant activity in vitro experiments. In the series 5- (4-chloro-1H-imidazolyl) methylene-1,3-thiazolidine-2,4-diones and products of their exocyclic reduction, compounds with pronounced hypoglycemic properties were identified.
Aдміністрaтивно-прaвове регулювaння інвестиційної діяльності в Укрaїні
(Національний університет "Львівська політехніка", 2014) Пaлaмaрчук, Ігор Валерійович
Дисертaцію присвячено дослідженню проблемних питaнь aдміністрaтивно-прaвового регулювaння інвестиційної діяльності в Укрaїні. Aвтором досліджено поняття тa мехaнізм здійснення aдміністрaтивно-прaвового регулювaння у сфері інвестиційної діяльності тa визнaчено перспективні нaпрямки нaукового дослідження цієї проблеми. При цьому булa дaнa хaрaктеристикa інвестицій тa інвестиційної діяльності як об’єктів aдміністрaтивно-прaвового регулювaння. В роботі проaнaлізовaно сучaсний стaн тa перспективи розвитку інвестиційної діяльності в Укрaїні. Зокремa, подaнa хaрaктеристикa процесів зaлучення тa використaння вітчизняних тa іноземних інвестицій, тенденцій формувaння інвестиційної політики в Укрaїні тa зaсaд розвитку інвестиційного клімaту. У дисертaції тaкож досліджувaлися зaсоби тa мехaнізм реaлізaції держaвного регулювaння у сфері інвестиційної діяльності тa системa оргaнів упрaвління інвестиційною діяльністю. У дисертaції тaкож теоретично обґрунтовaні і сформульовaні пропозиції тa рекомендaції щодо вдосконaлення aдміністрaтивно-прaвового регулювaння інвестиційної діяльності. Диссертaция предстaвляет собой комплексное исследовaние aдминистрaтивно-прaвового регулювaния инвестиционной деятельности в Укрaине. Aвтором исследовaно понятие и мехaнизм осуществления aдминистрaтивно-прaвового регулировaния в сфере инвестиционной деятельности и определены перспективные нaпрaвления нaучного исследовaния этой проблемы. При этом былa дaнa хaрaктеристикa инвестиций и инвестиционной деятельности кaк объектов aдминистрaтивно-прaвового регулировaния. В чaстности, изучение сущности и специфики инвестиций кaк объектa aдминистрaтивно-прaвового регулировaния позволяет уточнить понятие инвестиций и утверждaть, что инвестиции можно определить кaк любое имущество, которое принaдлежит инвестору нa основaнии прaвa собственности или другого вещного прaвa, и имущественные прaвa, которые вклaдывaются инвестором в объекты инвестиционной деятельности с целью получения прибыли (доходa) и (или) достижения другого полезного результaтa. В рaботе проaнaлизировaно тaкже современное состояние и перспективы рaзвития инвестиционной деятельности в Укрaине. В чaстности, изложена хaрaктеристикa процессов привлечения и использовaния отечественных и инострaнных инвестиций, тенденций формировaния инвестиционной политики в Укрaине и принципов рaзвития инвестиционного климaтa. Aнaлизируя современное состояние инвестировaния в экономику Укрaины сделaн вывод о том, что сегодня в Укрaине существует проблемa недостaточного использовaния инвестиционного потенциaлa. Это связaно с излишним вмешaтельством госудaрствa в регулировaние инвестиций, постоянными изменениями в действующем зaконодaтельстве, рaссредоточением функций госудaрственного регулировaния инвестиционной деятельности среди достaточно большого количествa оргaнов государственной власти и местного самоуправления, которые непосредственно регулируют деятельность инвесторов, что отрицательно влияет нa увеличение эффективности привлечения и использовaния инвестиций. В диссертaции тaкже теоретически обосновaны и сформулировaны рекомендaции относительно совершенствовaния aдминистрaтивно-прaвового регулировaния инвестиционной деятельности. В чaстности, докaзaнa необходимость в системaтизaции мaссивa нормaтивных aктов, которые регулируют инвестиционную деятельность, и необходимость использовaния тaкого видa системaтизaции прaвовой бaзы, кaк кодификaция. Это позволит упорядочить нормaтивную бaзу aдминистрaтивно-прaвового регулировaния инвестиционной деятельности. Кроме того, определено, что кодификaция кaк вид системaтизaции зaконодaтельствa поможет объединить и системaтизировaть aдминистрaтивные нормы инвестиционного прaвa, которые сегодня нaходятся в рaзличных нормaтивных aктaх. Тaким обрaзом, обосновывается необходимость принятия Инвестиционного кодексa Укрaины кaк единого кодифицировaнного нормaтивного aктa, который обеспечил бы полное и всесторонне регулировaние инвестиционной деятельности. Dissertation is devoted to the study of problematic issues of the administrative-legal adjusting of investment activity in Ukraine. by Author investigational concept and mechanism of realization of the administrative-legal adjusting in the field of investment activity and certainly perspective directions of scientific research of this problem. Thus there was this description of investments and investment activity as objects of the administrative-legal adjusting. The modern consisting and prospects of development of investment activity is in-process analysed of Ukraine. In particular, given description of processes of bringing in and use of domestic and foreign investments, tendencies of forming of investment policy in Ukraine and principles of development of investment climate. Facilities and mechanism of realization of government control in the field of investment activity and system of organs of management investment activity were also probed in dissertation. In dissertation also the suggestions and recommendations grounded and formulated in theory are in relation to perfection of the administrative-legal adjusting of investment activity.
Cинтез поліпероксидів блочної та розгалуженої будови і супрамолекулярні структури на їх основі
(Національний університет "Львівська політехніка", 2017) Мітіна, Наталія Євгенівна
Дисертаційна робота присвячена вирішенню наукової проблеми цільового синтезу поверхнево-активних поліпероксидів та функціональних кополімерів розгалуженої та блочної будови і на їх основі супрамолекулярних структур, міцел та поліелектролітних комплексів, з прогнозованими розміром, морфологією. Вказано шляхи контролю архітектури, молекулярно-масових та колоїдно-хімічних характеристик нових кополімерів та підвищення ефективності звязування, доставки та терапевтичної дії біологічно активних речовин супрамолекулярними структурами на їх основі. В результаті поглибленого дослідження радикальних та нерадикальних реакцій нових поліпероксидів, з бічними та кінцевими пероксидними та іншими реакційними функціональними групами як прекурсорів, розроблено стратегію та експериментальні методи отримання функціональних поверхнево-активних олігомерів та полімерів. Досліджені кінетичні особливості генерування вільних радикалів синтезованими макро-ініціаторами в органічних розчинниках. Встановлено, що реакційна здатність макроініціаторів залежить від наявності у структурі об’ємного бігного ПЕГ ланцюга, а також природи іоногенних груп (катіонних чи аніонних) у складі поліелектролітних макроініціатоів, природи та полярності розчинника, що обумовлює можливість контролю кінетичних параметрів прищеплювальної полімеризації і, як наслідок, отримання гребенеподібних функціональних полімерів та кополімерів із заданої будовою. Запропоновано механізм та кінетична схема отримання функціональних макроініціатоів з кінцевою пероксидною групою методом низькотемпературної полімеризації, ініційованої окисно-відновними системами (ОВІС) аліфатичних спиртів та поліетиленгліколів з комплексними солями Се(IV) в присутності пероксидовмісного телогену. Встановлено, що факторами, які визначають поверхневу активність нових гребенеподібних та блочних кополімерів, розмір, заряд та морфологію утворюваних ними міцелоподібних структур в розчині, є довжина, функціональність та заряд бічних ланцюгів та блоків кополімерів, поєднання в молекулі неіонних та поліелектролітних ланцюгів та блоків, які в свою чергу визначають конформацію та кооперативну взаємодію макромолекул між собою. Результатом зв’язування протипухлинних препаратів з ПЕГ-вмісними гребенеподібними носіями є суттєве зменшення кардіо-, гепато- і нефротоксичності утворюваних нанорозмірних препаратів, надання їм здатності долати набуту резистентність клітин до ліків, зниження до десяти разів ефективної терапевтичної дози. Синтетичні полікатіоніти гребенеподібної та блочної будови є малотоксичними порівняно з комерційними носіями для доставки нуклеїнових кислот, утворюють стабільні поліплекси, які захищають ДНК та РНК від дії ензимів при транспортуванні та забезпечують ефективну доставку генетичного матеріалу в клітини ссавців, дріжджів, бактерій та рослин. Диссертационная работа посвящена актуальной проблеме синтеза новых полифункнациональных макроинициаторов с боковыми и концевыми пероксидними группами и, на их основе, разветвленных и линейных блочных полиамфолитов, а также созданию и исследованию супрамолекулярных структур, которые образуют эти полимеры в растворе. Показано, что синтезированные сополимеры могут быть использованы как эффективные носители лекарственных препаратов, нуклеиновых кислот. Для синтеза поверхностно-активных гребнеобразных полипероксидов, которые сочетают в структуре боковые неионные ПЭГ, полиэлектролитные цепи и пероксидные фрагменты, разработаны и исследованы комплексные подходы, состоящие из радикальных и нерадикальные методов получения. Показана зависимость кинетических характеристик полимеризации, инициированной макроинициаторами, от природы и полярности растворителя или полярности мономера, что обусловливает возможность контроля кинетических параметров прививочной полимеризации и, как следствие, получение гребнеобразных функциональных полимеров с заданной макро- и микроструктурой, степенью прививки и длиной боковых цепей. Установлены основные закономерности и предложен механизм и кинетическая схема низкотемпературной полимеризации, инициированной окислительно-восстановительными системами алифатических спиртов и полиэтиленгликолей с комплексными солями Се(IV) в присутствии пероксидсодержащего телогена. Определены кинетические закономерности получения блок-сополимеров методами радикальной полимеризации, используя макроинициаторы с концевым пероксидным фрагментом. Установлено, что факторами, которые определяют поверхностную активность новых гребнеобразных и блочных сополимеров, размер, заряд и морфологию образуемых ими структур в растворе, является длина, функциональность и заряд боковых цепей и блоков сополимеров, сочетание в молекуле неионных и полиэлектролитных цепей и блоков, которые в свою очередь определяют конформацию и кооперативное взаимодействие макромолекул между собой. Результатом связывания противоопухолевых препаратов с ПЭГ-содержащими гребнеобразными носителями является существенное уменьшение кардио-, гепато- и нефротоксичности создаваемых наноразмерных препаратов, придание им возможности преодолевать приобретенную резистентность клеток к лекарствам, снижение до десяти раз эффтивной терапевтической дозы. Синтетические поликатиониты гребнеобразного и блочной строения малотоксичены по сравнению с коммерческими носителями для доставки нуклеиновых кислот, образуют стабильные полиплексы, которые защищают ДНК и РНК от воздействия ферментов при транспортировке и обеспечивают эффективную доставку генетического материала в клетки млекопитающих, дрожжей, бактерий и растений. The thesis is devoted to the solution of scientific problem of target synthesis of polyperoxide surfactants and functional copolymers of branched and block structure and derived supramolecular structures, micelles and interpolyelectrolyte complexes with predictable size and morphology. The approaches for controlling the architecture, molecularweight and colloidal characteristics of novel copolymers, as well as for increasing the efficiency of binding, delivery and therapeutic effect of bioactive compounds by supramolecular structures based on these copolymers are described. Comprehensive study of radical and nonradical reactions of novel polyperoxides with side and terminal peroxide or other reactive functional groups as polymer precursors allowed to develop the strategy and experimental methods of functional surface-active oligomers and polymers obtaining. Kinetic peculiarities of free radicals generation by synthesized macroinitiators in organic solvents were studied. Changes of kinetic characteristics of polymerization of monomers with different polarity were shown in the case of its initiation by macroinitiators containing PEG chains. Introduction of large side PEG chain in polymer structure leads to the increase of rate constants of polymer thermal decomposition and change of kinetic parameters of polymerization due to the localization of elementary polymerization stages inside restricted zones, formed by macroinitiator molecules after achieving their certain concentration. It was found, that the reactivity of oligoelectrolyte macroinitiators depended on the nature of ionic (cationic or anionic) groups they contain, nature and polarity of solvent that provides possibility to control kinetic parameters of grafted polymerization and, as a result, to obtain comb-like functional polymers and copolymers with desired macro- and microstructure, grafting density and length of side chains. Mechanism and kinetic scheme of functional macroinitiators with terminal peroxide groups obtaining via low-temperature polymerization, initiated by redox systems (RS) of aliphatic alcohols or PEG and Ce(IV) complex compounds in the presence of peroxide telogen has been proposed. Free radical generation by macroinitiators with terminal peroxide groups and theirs reactions of polymerization initiation was studied. Dependency of efficiency, initiation rate and ratio between different mechanism of radical termination on reducing agents nature, concentration of RS and polymerization topochemistry allowed controlling polymerization rate, yield of target block-copolymers with terminal peroxide moiety and molecular-weight characteristics of polymers. Kinetic regularities of blockcopolymers formation via radical polymerization, initiated by macroinitiators with terminal peroxide groups were determined. As it was found, the length, functionality and charge of side polymer chains and blocks of copolymers, combination of nonionic and polyelectrolyte chains and blocks that, in turn, determines conformation and cooperative interaction of macromolecules are the main factors affecting the surface activity of novel comb-like and block-copolymers, as well as size, charge and morphology of formed by these polymers micelle-like structures (MLS) in solutions. Comb-like copolymers that didn’t contain PEG heterochain formed smaller MLS (more compact structures) as compared with copolymers with PEG combs. Complexes of drugs with studied comb-like copolymers of different structure were formed by various mechanisms that was proved by different (from negative to positive) values of -potentials, change of MLS morphology and decrease of its size due to formation of polymer – Dox complex. Formation of interpolyelectrolyte complexes of DNA and polymers led to the significant decrease of hydrodynamic diameters of polyplexes compared to free DNA. Negative -potential, that is typical for free DNA, changes to positive after formation of salt complex with polymer that is very important in terms of interaction with cell membrane. Conjugation of anticancer drugs with PEG-contained comb-like polymer carriers resulted in essential decrease of cardio-, hepato- and nephrotoxicity of formed nanoscale systems, ability to overcome acquired resistance of cells to drugs, reducing (up to 10 times) the effective therapeutic dosage. Synthesized cationic polymers with comb-like and block structure are characterized by lower toxicity compared to commercial carriers for DNA transportation, form stable polyplexes, which are able to protect DNA and RNA against the enzymatic cleavage during transportation to the cell membrane and provide efficient delivery of genes (genetic material) inside mammalian, yeast, bacteria and plant cells.
Cинтез та властивості нових фізіологічно-активних сполук на основі 2,4,6-трихлоро-1,3,5-триазину
(Національний університет "Львівська політехніка", 2011) Половкович, Святослав Володимирович
Розроблені методи синтезу, досліджені фізико-хімічні властивості та біологічна дія ряду нових О-, N- i S-вмісних гетероциклічних 1,3,5-триазинів, 2-хіноно-4-ариламіно-6-карбоксиалкіламіно-1,3,5-триазинів, 2,4,6-три-(тіазо-ло)імідазоло-1,3,5-триазинів, 2-сульфаніламіно-4-ариламіно-6-(тіазоло)-імідазоло-1,3,5-триазинів, 5-Н(арил)(ацетил)-2-[2-(4,6-дихлоро-1,3,5-триазин-2-іл)гідразино]-1,3-тіазол-4-онів, 2-арил-[2-(4,6-дихлоро-2-іл)гідразино]-1,3,5-триазинів, 1-R-5-R-3-[(4,6-дихлоро-1,3,5-триазин-2-іл)гідразино]-1,3-ди-гідроіндол-2-онів, 9-арил-6,13,15-тріоксо-3,7-дитіа-5,14-діазапентацикло-[9,5,1,02,10,012,16]-гептадец-4(8)-ен-14-іл]-2-аміно-(4,6-дихлоро)-1,3,5-триазинів. Створена комбінаторна бібліотека сполук з антибактеріальними, протигрибковими, протираковими та антиоксидантними властивостями. На основі результатів молекулярного докінгу та експерментальних даних виявлені п’ять сполук-лідерів з протираковою активністю, які запропоновані для поглибленого вивчення.Диссертационная работа посвящена разработке новых методов синтеза неизвестных ранее O-, N- и S-содержащих гетероциклических производных 1,3,5-триазина и изучению путей их практического применения. Путем селективного введения фармакофорных фрагментов в триазиновый цикл разработаны удобные препаративные методики синтеза новых разнообразных полифункциональных и водорастворимых триазиновых производных. В результате проведенных исследований определен наилучший селективный метод синтеза СН-кислотных производных 1,3,5-триазина взаимодействием хлористого цианура с соответствующими метиленовыми компонентами в хлороформе в присутствии эквимолярного количества натрия при температуре -10÷-50С. Установлено, что направление реакции замещения в 2,4,6-трихлор-1,3,5-триазине нуклеофильными центрами бензтиазолов зависит от условий проведения процесса. Так, при проведении реакции в апротонных растворителях при температуре -5÷00С и рН = 6,5-7,0 на протяжении 4 часов образуются исключительно продукты S-ацилирования, а в спиртовой среде при 50÷600С и рН = 6,0 на протяжении 5 часов – продукты N-ацилирования. При проведении реакции в диметилформамиде образуется смесь обеих продуктов. В условиях кинетического контроля реакции (диметилформамид, 20-250С, 12-18 часов или 40-500С, 1 час) S,N-бинуклеофильный тиосемикарбазон триазина ацилируется малеиновым ангидридом с образованием продукта ациклического строения и подвергается [2+3]-циклоконденсации в условиях термодинамического (диметилформамид, 100-1100С, 4 часа) контроля. Разработана трехкомпонентная реакция 2-тиосемикарбазон-4,6-дихлор-1,3,5-триазина с монохлоруксусной кислотой и ароматическими альдегидами, которая приводит к образованию 5-арилметилиден-4-тиазолидон-1,3,5-триазинов, которые получены также альтернативным путем поэтапно – [2+3]-циклоконденсацией и по реакции Кньовенагеля из указанных выше соединений. Синтезированы новые гидразоны альдегидов и кетонов, а также озазоны на основе 2-гидразон-4,6-дихлор-1,3,5-триазина. Впервые синтезированы азото- и серосодержащие конденсированные полициклические гетероатомные системы на основе 2-гидразон-4,6-дихлор-1,3,5-триазина. Результаты молекулярного докинга синтезированных соединений показали высокую совместимость исследованных веществ с молекулой биомишени – белком Bcl-XL. Это позволяет допустить механизм реализации протираковой активности полученных 9-арил-6,13,14,15-тетра-оксо-3,7-дитиа-5-азапентацикло-[9,5,1,02,10,012,16]-гептадец-4(8)-ен-триазинтиазолидонов. Результаты биологического скрининга новых O-, N-, S-гетероцикли-ческих производных 1,3,5-триазина показали, что многие из них проявляют высокую фунгицидную, бактерицидную и протираковую активности.The synthesis methods of new О-, N- and S-containing heterocyclic derivatives of three substituted 1,3,5-triazines, 2-quinone-4-arylamino-6-carboxy-alkylamino-1,3,5-triazines, 2-sulphanylamino-4-arylamino-6-(thiazol)imidazol-1,3,5-triazines, 2,4,6-three(thiazol)imidazol-1,3,5-triazines, 2-[2-(4,6-dichloro-1,3,5-triazine-2-yl)-hydrazine]-1,3-thiazol-4-one and its 5-arylidene or acetylderivatives, 2-aryl-[2-(4,6-dichloro-2-yl)hydrazine]-1,3,5-triazines, 1-R-5-R1-3-[(4,6-dichloro-1,3,5-triazine-2-yl)-hydrazine]-1,3-dihydroindol-2-ones, 9-aryl-6,13,15-trioxo-3,7-dithia-5,14-diazapenthacyclo-[9,5,1,02,10,012,16]-hepta-dec-4-(8)-en-14-yl]-2-amino-(4,6-dichloro)-1,3,5-triazines were elaborated. Physicochemical properties and biological activity of synthesized 1,3,5-triazine derivatives were studied. The combinatorial library of compounds with antibacterial, antifungal, antioxidant and anticancer properties is created. On the basis of results of molecular docking and experimental biological research data five lead-compounds with anticancer activity are selected for the in-depth preclinical study as potential drugs.
Cтратегічне управління підприємствами в умовах циркулярної економіки
(Національний університет «Львівська політехніка», 2023) Злотнік , Марта Лазарівна; Національний університет «Львівська політехніка»
Дисертацію присвячено розв’язанню завдання із розроблення теоретико-прикладних засад формування та вибору стратегій впровадження та розвитку циркулярної економіки на підприємствах. Актуальність наукового дослідження підтверджується тим, що у сучасних умовах нестабільності економічної системи, вичерпання природних ресурсів, забруднення навколишнього середовища, перевиробництва, надмірного споживання та інших глобальних викликів, виникає потреба у розробленні нових, більш сталих підходів до ведення господарської діяльності, одним з яких є концепція циркулярної економіки. Перехід від лінійного типу економіки до циркулярного є одним з пріоритетів розвитку підприємств ЄС, що підтверджується директивами Європейської комісії та проголошеними «Цілями Сталого Розвитку». На українських підприємствах стан впровадження та розвитку циркулярної економіки перебуває у зародковому стані, тому проблема стратегічного управління в умовах циркулярної економіки є особливо актуальною в контексті євроінтеграційних процесів та післявоєнного економічного відновлення. The dissertation is devoted to solving the task of developing the theoretical and applied principles of the formation and selection of strategies for the implementation and development of the circular economy at enterprises. The relevance of scientific research is confirmed by the fact that in today's conditions of instability of the economic system, depletion of natural resources, environmental pollution, overproduction, excessive consumption and other global challenges, there is a need to develop new, more sustainable approaches to economic activity, one of which is the concept circular economy. The transition from a linear type of economy to a circular one is one of the priorities of the development of EU enterprises, which is confirmed by the directives of the European Commission and the announced "Goals of Sustainable Development". At Ukrainian enterprises, the state of implementation and development of the circular economy is in its infancy, therefore the problem of strategic management in the conditions of the circular economy is particularly relevant in the context of European integration processes and post-war economic recovery.
Iндуктивнi методи та алгоритми самоорганiзацiї моделей даних на основi карт Кохонена
(Національний університет "Львівська політехніка", 2010) Годич, Олесь Васильович
The goal of this thesis is to advance the state of inductive data modeling methods and algorithms based on Kohonen’s self-organising maps (SOM) with an emphasis on exploratory data analysis, descriptive data models and data visualisation. All developed improvements and new methods have been eva-luated on a number of datasets from UCI Machine Learning Repository. At the same time an important part of the research is related to the practical applications of the developed methods and algorithms, which cover cases of modeling both structured (medical applications) and unstructured (image seg- mentation) data, including visualisation. In light of the recent trends in the CPU industry moving towards multi-core architectures, the developed during the research software incorporates modifications of SOM training algorithms optimised for symmetric multiprocessing. The first chapter of the thesis introduces all important definitions and provides an interpretation of SOM as an algebraic system provided with a self-organising learning process. It also contains a detailed overview of recent theoretical and practical advancements in SOM. The second chapter provides an in-depth review of the main SOM features and the results of the developed methodology for selecting optimal parameter values for a number of training algorithms in application to analysis of the real-life medical data. As the result the classification success has been increased from 81.92% to 91.43%. The details of a new training method “Neural Migration” and a new dynamic interval self-organising map are provided in chapter three. Their application to the test datasets yields significant improvements over alternatives. The improved algorithm for data visualisation based on SOM and a derived from it image segmentation method is discussed in the fourth chapter. The obtained results correlate with the results of U-Matrix, but in addition it determines groups of map elements responsible for modeling of individual data clusters. The last chapter provides a detailed overview of the developed data mining software and the proposed multi-threaded training algorithm, which yields on average up to 2.8 times performance improvement over the sequential version when executing on Intel Xeon E5504 CPU. An important aspect of the developed software is the use of strictly free and open source libraries, programming languages (Java 1.6 and Scala 2.7) and an environment (Eclipse IDE under Ubuntu OS). The Scala programming language was used for its functional features providing a flexible way for implementing actor-based parallel computations while remaining fully compatible with the Java code-base of the developed software.Диссертация посвящена процессам моделирования данных с использованием карт Кохонена. На основании разработанной методики определения оптимальных значений параметров обучающих методов получен прирост качества классификации с 81.92% до 91.43%. Разработан метод “нейронной миграции” обучения, который основан на идее повышения топологического упорядочения карт, а также динамично-интервальная самоорганизуемая карта, которые обеспечили существенный прирост качества классификации. Усовершенствован метод визуализации кластерной структуры данных, результаты работы которого согласуются с методом U-Matrix. На его основании разработан алгоритм сегментации изображений, который был использован при построении тренажера украинского жестового языка. Разработано математическое и программное обеспечение интеллектуального анализа данных, которое включает многопотоковый алгоритм обучения, который на системе с 4-х ядерным процессором обеспечивает увеличение производительности в 2.8 раза, по сравнению с последовательным алгоритмом. Дисертацiю присвячено процесам моделювання даних на основi карт Кохонена. На основi розробленої методики визначення оптимальних значень параметрiв навчальних методiв досягнуто прирiст успiшностi класифiкацiї з 81.92% до 91.43%. Розроблено метод “нейронної мiґрацiї” навчання, що ґрунтується на iдеї пiдвищення топологiчного впорядкування карт, та розроблено динамiчно-iнтервальну самоорганiзовну карту, якi забезпечили iстотний прирiст успiшностi класифiкацiї. Удосконалено метод вiзуалiзацiї кластерної структури даних, результати роботи якого узгоджуються з методом U-Matrix. На його основi розроблено алгоритм сеґментацiї зображень, який використано при побудовi тренажера української жестової мови. Розроблено математичне та програмне забезпечення для iнтелектуального аналiзу даних, яке iнкорпорує багатопотоковий алгоритм навчання карт, що на системi з чотириядерним процесором забезпечує збiльшення швидкодiї у 2.8 раза, порiвняно з послiдовним алгоритмом.
α-Функціоналізовані тіоціанати – реагенти для синтезу гетероциклів
(Національний університет "Львівська політехніка", 2008) Остап’юк, Юрій Володимирович
Дисертація присвячена розробці методів синтезу нових гетероциклічних сполук, які ґрунтуються на використанні продуктів тіоціанатоарилювання функціоналізованих олефінів (приєднання арильної та тіоціанатної груп до подвійного зв’язку). Показано, що доступнi продукти тіоціанатоарилювання акрилатiв, акрилонiтрилу, метилвінілкетону а також 3-арил-2-тіоціанатопропаналі та N-заміщені аміди 3-арил-2-тіоціанатопропанових кислот є зручними реагентами для синтезу похiдних тiазолу, 4-тiазолiдинону, 2,4-тіазолідиндіону та тіазоло[3,2-a]тієно[3,2-e]піримідин-4-ону. Розроблено простий одностадійний спосіб синтезу 4-арил-3-тіоціанатобутан-2-онів реакцією тіоціанатоарилювання метилвінілкетону. При взаємодії 3-арил-2-тіоціанатопропаналів і 4-арил-3-тіоціанатобутан-2-онів з тіосечовиною одержано 5-R-бензил-(4-метил)-2-меркаптотіазоли. Показано, що в реакції 3-арил-2-тіоціанатопропіонітрилів з бромоводнем селективно утворюються 2-бром-4-амiно-5-(R-бензил)тiазоли, а з меркаптооцтовою кислотою – 2-(4-аміно-5-R-бензил-2-тіазолілсульфаніл)оцтові кислоти. Встановлено, що N-заміщені 3-арил-2-тіоціанатопропіоаміди і 5-R-бензил-2-тіоціанатоацетамідотіазоли циклізуються з перегрупуванням і утворенням 5-R1-бензил-2-R2-іміно-4-тіазолідинонів в умовах одержання. Виявлено, що при взаємодії 4-арил-3-тіоціанатобутан-2-онів з діетил 3 амінофталатом та з естерами 2-амінотіофен-3-карбонових кислот відбувається тандемна циклізація з анелюванням послідовно тіазольного та піримідинового циклів і утворенням заміщених тіазоло[3,2-a]тієно[3,2-e]піримідин-4-онів. Досліджено стереохімію тіоціанатоарилювання діалкілфумаратів і з’ясовано, що реакція проходить переважно як транс приєднання. Диссертация посвящена разработке методов синтеза новых гетероциклических соединений на основе продуктов тиоцианатоарилирования функционализированных олефинов (присоединение арильной и тиоцианатной групп по двойной связи). Взаимодействием тетрафторборатов арендиазония с эфирами акриловой кислоты, акрилонитрилом, метилвинилкетоном в присутствии тиоцианата аммония и солей меди(II) (реакцией тиоцианатоарилирования) получены соответствующие α функционализированные тиоцианаты. Показано, что эти соединения, а также 3-арил-2-тиоцианатопропанали и N-замещенные амиды 3-арил-2-тиоцианатопропановых кислот являются удобными реагентами для синтеза производных тиазола, 4-тиазолидинона, 2,4-тиазолидиндиона и 5H-[1,3]тиазоло[3,2-a]тиено[3,2-e]пиримидин-5-онов. Эфиры 3-арил-2-тиоцианатопропановых кислот взаимодействуют с вторичными аминами, образуя N,N-дизамещенные 5-арилметил-2-амино-4-тиазолидиноны. В реакции этих же α-тиоцианатоэфиров с водой образуются 5-(R-бензил)-2,4-тиазолидиндионы – аналоги известных гипогликемических препаратов. Предложен метод синтеза 3-арил-2-меркаптопропановых кислот щелочным гидролизом полученных 2,4 тиазолидиндионов. Установлено, что в условиях основного катализа полученные α-меркаптокислоты взаимодействуют с циангуанидином, образуя N-(5-R-бензил-4-оксотиазолидин-2-илиден)гуанидины. Разработан простой одностадийный метод получения 4-арил-3-тиоцианатобутан-2-онов реакцией тиоцианатоарилирования метилвинилкетона. Предложен метод синтеза 3-арил-2-тиоцианатопропаналей нуклеофильным замещением атома хлора в продуктах хлорарилирования акролеина и показана возможность их использования в циклизациях in situ. При взаимодействии 3-арил-2-тиоцианатопропаналей и 4-арил-3-тиоцианатобутан-2-онов с тиомочевиной образуются 5-R-бензил-(4-метил)-2-меркаптотиазолы. Показано, что в реакции 3-арил-2-тиоцианато-пропионитрилов с бромоводородом селективно образуются 2-бром-4-амино-5-(R-бензил)тиазолы, а с меркаптоуксусной кислотой – 2-(4-амино-5-R-бензил-2-тиазолилсульфанил)уксусные кислоты. Установлено, что N-замещенные 3-арил-2-тиоцианатопропиоамиды и 5-R-бензил-2-тиоцианатоацетамидотиазолы циклизуются с перегруппировкой и образованием 5-R1-бензил-2-R2-имино-4-тиазолидинонов в условиях получения – при нуклеофильном замещении галогена тиоцианатной группой в соответствующих α-галогенамидах. Разработаны пути синтеза соединений, содержащих две различные 5-(R-бензил)тиазольные группы, каждая из которых сформирована циклоконденсацией различных продуктов реакции тиоцианато(галоген)арилирования функционализированных олефинов. 4-Арил-3-тиоцианатобутан-2-оны реагируют с диэтил 3 аминофталатом и с эфирами 2-аминотиофен-3-карбоновых кислот при кипячении в спирте, насыщенном хлороводородом. Обнаружено, что реакция происходит как тандемная циклизация с аннелированием последовательно тиазольного и пиримидинового циклов и образованием замещенных тиазоло[3,2-a]тиено[3,2-e]пиримидин-4-онов. Продуктом реакции является ангулярный, а не линейный изомер, что подтверждено рентгеноструктурным анализом. Исследовано стереохимию тиоцианатоарилирования диалкилфумаратов и установлено, что в реакции образуются эритро- и трео аддукты в соотношении ~ 2:1, т.е. реакция протекает преимущественно как транс присоединение. The thesis is concerned with the synthesis and chemical properties study of new heterocycles based on the use of thiocyanatoarylation products of unsaturated compounds. It has been shown that available products of thiocyanatoarylation of acrylates, acrylonitrile, methyl vinyl ketone and the 3-aryl-2-thiocyanatopropanales and N-substituted 3-aryl-2-thiocyanatopropioamides are convenient reagents for syntheses of thiazole, 4-thiazolidinone, 2,4-thiazolidinedione and 4H-[1,3]thiazolo[3,2-a]thieno[3,2-e]pyrimidin-4-one derivatives. The simple one step method of the synthesis of 4-aryl-3-thiocyanatobutan-2-ones by the reaction of thiocyanatoarylation of methyl vinyl ketone has been elaborated. At the result of reaction of 3-aryl-2-thiocyanatopropanales and 4-aryl-3-thiocyanatobutan-2-ones with thiourea the 5-R-benzyl-(4-methyl)-2-mercaptothiazoles are formed. It has been shown, that the reaction of 3-aryl-2-thiocyanatopropionitriles with hydrogen bromide leads to the formation of 2-bromo-4-amino-5-(R-benzyl)thiazoles selectively; during the reaction of 3-aryl-2-thiocyanatopropionitriles with mercaptoacetic acid the 2-(4-amino-5-R-benzyl-2-thiazolilsulfanil)acetic acids are formed selectively. It has been established, that at the conditions of these reactions the N-substituted 3-aryl-2-thiocyanatopropioamides and 5-R-benzyl-2-thiocyanatoacetamidothiazoles are cyclized with rearrangement to 5-R1-benzyl-2-R2-imino-4-thiazolidinones. It has been revealed, that at reaction of 4-aryl-3-thiocyanatobutan-2-ones with diethyl 3-aminophthalate and ethyl 2-aminothiophene-3-carboxylates the tandem cyclization leads to the annelation of thiazole and pyrimidine rings. The stereochemistry of thiocyanatoarylation of dialkilfumarates has been studied and it is cleared up that the reaction proceeds mainly as the trans-addition.
Автоемісійні мікрокатоди з елементами керування на структурах «кремній-на-ізоляторі»
(Національний університет "Львівська політехніка", 2009) Голота, Віктор Іванович
У дисертації представлені результати дослідження кремнієвих автоемісійних мікрокатодів з елементами керування на структурах «кремній-на-ізоляторі» для застосування у цифровій електронній літографії. Доповнено рівняння Фаулера-Нордгейма з метою розрахунку автоемісії напівпровідників. Удосконалено методи розрахунку електронної оптики мікрокатода, спосіб і схему керування мікрокатодом. Обґрунтовано умови застосування компактних моделей МОН-транзисторів. Розроблено спосіб виготовлення локальних тривимірних КНІ-структур і показано приклади їх застосування. Розроблено і верифіковано топологію схеми керування, інтегрованої з мікрокатодом, та наведено приклад її тиражування в матрицю. Показано розрахункові та експериментальні характеристики тестових структур. В диссертации представлены результаты исследований кремниевых автоэмиссионных микрокатодов с элементами управления на структурах «кремний-на-изоляторе» для использования в цифровой электронной литографии. Дополнено уравнение Фаулера-Нордгейма с целью расчета автоэмиссии полупроводников. Усовершенствованы методы расчета электронной оптики микрокатода, способ и схема управления микрокатодом. Обоснованы условия применения компактных моделей МОП-транзисторов. Разработан способ изготовления локальных трехмерных КНИ-структур и показаны примеры их применения. Разработано и верифицировано топологию схемы управления, интегрированной с микрокатодом, и приведен пример мультиплицирования в матрицу. Показаны расчетные и экспериментальные характеристики тестовых структур. In this thesis the research results of field emission silicon microcathodes with control elements on «silicon-on-insulator» structures are presented. Fowler-Nordheim's equation is extended in order to calculate semiconductor’s field emission. The calculation methods of the microcathode electronic optics and the way and control circuits of the microcathode are improved. Applicable conditions of MOS-transistors compact models are proved. The method of localised three-dimensional structures manufacturing is developed and examples of their application are shown. It is developed and verified layout of the microcathode control circuit, integrated with the microcathode, and such layout example multiplication is shown. Calculated and experimentally obtained characteristics of test structures are shown.
Автоматизація групового керування автономними ненаселеними підводними апаратами пошукового типу
(Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова, 2021) Алоба, Лео Тосін; Блінцов, Володимир Степанович; Національний університет кораблебудування імені адмірала Макарова; Паранчук, Ярослав Степанович; Бурнашев, Віталій Віталійович
У дисертаційній роботі розв’язано актуальне прикладне наукове завдання вдосконалення системи автоматичного керування безаварійним рухом одиночного АНПА як «агента» групи в умовах навігаційної близькості інших підводних апаратів при виконанні ними спільної підводної пошукової місії. На основі аналізу існуючих методів автоматичного керування групою АНПА сформульовано переліки типових задач автоматичного керування АНПА у режимах одиночного та групового застосування. Удосконалено структуру автоматичної системи керування рухом одиночного АНПА, що працює у складі групи підводних апаратів і забезпечує безаварійний рух одиночного АНПА у складі групи. Для підвищення продуктивності підводних пошукових операцій на віддалених морських акваторіях удосконалено процес керування безекіпажним морським комплексом у складі безекіпажного надводного судна з групою автономних ненаселених підводних апаратів на борту. Вперше розроблено систему автоматичного керування веденим АНПА як «агентом» групи підводних апаратів, яка реалізує основні режими групового руху – вирівнювання, адгезію та когезію, синтезовано основні складові системи автоматичного керування – блоки сенсорів навігаційної обстановки, моделювання навігаційної обстановки, ідентифікації навігаційних загроз та бортового керуючого контролера, що виключає аварійне зіткнення сусідніх АНПА групи та розпад групи через втрату сенсорного контакту між ними. В диссертационной работе решена актуальная прикладная научная задача усовершенствования системы автоматического управления безаварийным движением одиночного АНПА как «агента» группы в условиях навигационной близости других подводных аппаратов при выполнении ими общей подводной поисковой миссии. На основе анализа существующих методов автоматического управления группой АНПА сформулированы перечни типовых задач автоматического управления АНПА в режимах одиночного и группового применения. Усовершенствована структура автоматической системы управления движением одиночного АНПА, который работает в составе группы подводных аппаратов и обеспечивает безаварийное движение одиночного АНПА в составе группы. Для повышения производительности подводных поисковых операций на отдаленных морских акваториях усовершенствован процесс управления безэкипажным морским комплексом в составе безэкипажного надводного судна с группой автономных необитаемых подводных аппаратов на борту. Впервые разработана система автоматического управления ведомым АНПА как «агентом» группы подводных аппаратов, которая реализует основные режимы группового движения – выравнивание, адгезию и когезию, синтезированы основные составляющие системы автоматического управления – блоки сенсоров навигационной обстановки, моделирования навигационной обстановки, идентификации навигационных угроз и бортового управляющего контроллера, что исключает аварийное столкновение соседних АНПА группы и распад группы из-за потери сенсорного контакта между ними. The dissertation solves the relevant applied scientific task of improving the accidentfree motion automatic control system of a single autonomous underwater vehicle as a group "agent" in conditions of navigational proximity of other autonomous underwater vehicles when performing a joint underwater search mission. For a single underwater vehicle as a group "agent" of underwater vehicles performing a joint mission, its mathematical model main components are structured and composed based on well-known publications, which include models of information system and an automatic control system, a propulsion and steering complex and the underwater vehicle external hull, as well as the model of external disturbances of hydrodynamic nature acting on its external hull. Also, a mathematical model and structure of the automatic motion control system of a single autonomous underwater vehicle operating in the group has been developed. The developed control system consists of two fuzzy regulators of the Mamdani type with defuzzification of the control variable by the center of gravity method: a distance regulator and a course regulator. The results obtained provide the accident-free motion of a single underwater vehicle in the group. A modeling complex generalized structure has been developed to study the automatic control system effectiveness of a group of autonomous underwater vehicles performing a joint underwater search mission. The complex includes four levels of the group's underwater mission automatic control - global, local, basic and executive, which provide modeling of the underwater search mission full cycle, which forms the basis for the implementation of computer technology for studying the effectiveness of the underwater vehicles' synthesized group control systems. The relevant tasks of the autonomous underwater vehicles group motion automation have been formulated – the task of underwater vehicles group automatic motion control system selected to perform a specified underwater mission, which provides underwater vehicles' coordinated motions on assigned trajectories and the task of control system synthesis of a single underwater vehicle as a "group" agent in conditions of navigational proximity of other underwater vehicles of the group. To increase the underwater search operation productivity in remote sea areas, the application of Maritime Unmanned Complex, consisting of an unmanned surface vessel with a group of search autonomous underwater vehicles on board, is proposed. The maritime underwater search control process mission has been improved with the help of such a complex consisting of ten stages has been developed, which includes unmanned surface vessel automatic transition operations to a given water area, automatic release of a group of autonomous underwater vehicles and their coordinated motion into the search area, performing search operations and returning to unmanned surface vessel, as well as automatic return of this vessel to base. In the dissertation, for the first time, a generalized automatic control system operation algorithm of the i-th follower autonomous underwater vehicle as a group "agent" of the underwater vehicles performing a joint mission was developed, and the synthesis of such underwater vehicle automatic control system, which implements the group motion main modes – alignment, adhesion and cohesion. Based on the utilization of fuzzy logic theories, the main components of the automatic control system are synthesized – blocks of the Navigation Environment Sensors, Navigation Situation Model, Navigation Threat Identifier and on-board controller. As a typical example of the use of fuzzy logic, the Navigation Threat Identifier synthesis is given, which generates recommendations maneuvers for the i-th follower underwater vehicle maneuvers to avoid single navigation threats in the directions controlled by this underwater vehicle sensors Based on the feature analysis of organizing and conducting the marine full-scale experiment on the automatic control system operability of the autonomous underwater vehicle as a group "agent", a program and methodology for conducting its field tests was developed, a generalized algorithm block diagram for conducting a marine full-scale experiment was proposed, and the acoustic sensor system laboratory research was carried out as the underwater vehicle navigation system main component. The results of the conducted sea full-scale tests of the underwater vehicle model automatic control system in the adhesion, cohesion and sinusoidal plane motion modes confirmed its efficiency.
Автоматизація проектування мікроелектромеханічних давачів кутової швидкості
(Національний університет "Львівська політехніка", 2009) Головатий, Андрій Ігорович
Дисертаційна робота присвячена розв’язанню важливої наукової задачі – розробці математичного, інформаційного та лінгвістичного забезпечення для систем автоматизованого проектування мікроелектромеханічних давачів кутової швидкості (МЕМС гіроскопів). В дисертації розроблено математичну модель коливань робочого органа давача кутової швидкості компонентного рівня проектування, що дало змогу дослідити вплив окремих параметрів робочого органа на технічні характеристики давача. Розроблено математичну модель системи пружного підвісу давача для компонентного рівня проектування, що дала змогу дослідити вплив геометричних параметрів на його чутливість і зменшити масу та габарити системи загалом. Розроблено математичну модель впливу температури на динамічні характеристики давача для компонентного рівня проектування, що дало змогу змоделювати її вплив на робочі резонансні частоти давача для різних напівпровідникових матеріалів. Розроблено математичну модель впливу паразитних крутильних коливань робочого органа на роботоздатність давача для компонентного рівня проектування, що дало змогу їх врахувати при оцінюванні значень відповідних конструктивних параметрів давача. Розроблено VHDL-AMS моделі мікроелектромеханічного давача кутової швидкості камертонної та карданної конструкцій для схемотехнічного рівня автоматизованого проектування, що дало змогу підвищити ефективність проектування. Вдосконалено електричну схему спряження МЕМС давача для схемотехнічного рівня проектування, що дало змогу зменшити рівень шумів і мінімізувати зарядовий ефект. Розроблено інформаційне та лінгвістичне забезпечення наскрізного паралельного проектування МЕМС давачів кутової швидкості, що дало змогу вдосконалити бібліотеку математичних моделей та розширити функціональні можливості БД САПР за допомогою використання XML-формату. Диссертационная работа посвящена решению важной научной задачи – разработке математического, информационного и лингвистического обеспечения для систем автоматизированного проектирования микроэлектромеханических датчиков угловой скорости (МЭМС гироскопов). В диссертации разработано математическую модель колебаний рабочего органа датчика компонентного уровня проектирования, которая дала возможность исследовать влияние отдельных параметров рабочего органа на технические характеристики датчика. Разработано математическую модель системы упругого подвеса датчика для компонентного уровня проектирования, которая дала возможность исследовать влияние геометрических параметров на его чувствительность и уменьшить массу и габариты системы в целом. Разработано математическую модель влияния температуры на динамические характеристики датчика для компонентного уровня проектирования, что дало возможность смоделировать ее влияние на рабочие резонансные частоты датчика для разных полупроводниковых материалов. Разработано математическую модель влияния паразитных крутильных колебаний рабочего органа на работоспособность датчика компонентного уровня проектирования, что дало возможность учитывать их при определении значений конструктивных параметров датчика. Разработано VHDL-AMS модели микроэлектромеханического датчика угловой скорости камертонной и карданной конструкций для схемотехнического уровня автоматизированного проектирования, что дало возможность увеличить эффективность проектирования. Усовершенствовано электрическую схему сопряжения МЭМС датчика для схемотехнического уровня проектирования, що дало возможность уменшить уровень шумов и минимизировать зарядовый эффект. Разработано информационное и лингвистическое обеспечение сквозного параллельного проектирования МЭМС датчиков угловой скорости, что позволило усовершенствовать библиотеку математических моделей и расширить функциональные способности БД САПР благодаря использованию XML-формата. Диссертационная работа посвящена решению важной научной задачи – разработке математического, информационного и лингвистического обеспечения для систем автоматизированного проектирования микроэлектромеханических датчиков угловой скорости (МЭМС гироскопов). В диссертации разработано математическую модель колебаний рабочего органа датчика компонентного уровня проектирования, которая дала возможность исследовать влияние отдельных параметров рабочего органа на технические характеристики датчика. Разработано математическую модель системы упругого подвеса датчика для компонентного уровня проектирования, которая дала возможность исследовать влияние геометрических параметров на его чувствительность и уменьшить массу и габариты системы в целом. Разработано математическую модель влияния температуры на динамические характеристики датчика для компонентного уровня проектирования, что дало возможность смоделировать ее влияние на рабочие резонансные частоты датчика для разных полупроводниковых материалов. Разработано математическую модель влияния паразитных крутильных колебаний рабочего органа на работоспособность датчика компонентного уровня проектирования, что дало возможность учитывать их при определении значений конструктивных параметров датчика. Разработано VHDL-AMS модели микроэлектромеханического датчика угловой скорости камертонной и карданной конструкций для схемотехнического уровня автоматизированного проектирования, что дало возможность увеличить эффективность проектирования. Усовершенствовано электрическую схему сопряжения МЭМС датчика для схемотехнического уровня проектирования, що дало возможность уменшить уровень шумов и минимизировать зарядовый эффект. Разработано информационное и лингвистическое обеспечение сквозного параллельного проектирования МЭМС датчиков угловой скорости, что позволило усовершенствовать библиотеку математических моделей и расширить функциональные способности БД САПР благодаря использованию XML-формата. Диссертационная работа посвящена решению важной научной задачи – разработке математического, информационного и лингвистического обеспечения для систем автоматизированного проектирования микроэлектромеханических датчиков угловой скорости (МЭМС гироскопов). В диссертации разработано математическую модель колебаний рабочего органа датчика компонентного уровня проектирования, которая дала возможность исследовать влияние отдельных параметров рабочего органа на технические характеристики датчика. Разработано математическую модель системы упругого подвеса датчика для компонентного уровня проектирования, которая дала возможность исследовать влияние геометрических параметров на его чувствительность и уменьшить массу и габариты системы в целом. Разработано математическую модель влияния температуры на динамические характеристики датчика для компонентного уровня проектирования, что дало возможность смоделировать ее влияние на рабочие резонансные частоты датчика для разных полупроводниковых материалов. Разработано математическую модель влияния паразитных крутильных колебаний рабочего органа на работоспособность датчика компонентного уровня проектирования, что дало возможность учитывать их при определении значений конструктивных параметров датчика. Разработано VHDL-AMS модели микроэлектромеханического датчика угловой скорости камертонной и карданной конструкций для схемотехнического уровня автоматизированного проектирования, что дало возможность увеличить эффективность проектирования. Усовершенствовано электрическую схему сопряжения МЭМС датчика для схемотехнического уровня проектирования, що дало возможность уменшить уровень шумов и минимизировать зарядовый эффект. Разработано информационное и лингвистическое обеспечение сквозного параллельного проектирования МЭМС датчиков угловой скорости, что позволило усовершенствовать библиотеку математических моделей и расширить функциональные способности БД САПР благодаря использованию XML-формата.The dissertation work is dedicated to the solution of the important scientific task – the development of mathematical, information and linguistic tools for the computer-aided design systems of microelectromechanical angular velocity sensors (gyroscopes). In the dissertation, the mathematical model of vibrations and for the calculation of the constructive parameters of the working element of the micromechanical angular velocity sensor for the component level design is proposed. The created model allows to establish interdependence of the constructional elements and to calculate their optimal values depending on the required characteristics of the sensor. The mathematical model of the working organ suspension of the micromechanical angular velocity sensor, that is springs dimensions depending on the required gyroscope performance, such as the thickness and the width of the springs and their length, hence the overall dimensions of the sensor, is developed for the component level design. The developed model allows to create computer design subsystem of the spring elements of the micromechanical angular velocity sensor. For computer-aided design of the micromechanical angular velocity tuning-fork sensor, the VHDL-AMS model is created. The model allows to simulate variations of Coriolis acceleration, displacements, capacity, and current depending on the applied angular velocity, and also to make the functioning analysis of the device on the schematic level of computer-aided design. The model for computer-aided design of micromechanical z-axis gimbal angular velocity sensor is created using VHDL-AMS. The created model allows to simulate drive and sense vibrations of the sensor, variations of the currents, output voltage, sensitivity of the device depending on the applied angular velocity, and also to make the functioning analysis of this device on the schematic level of computer-aided design. The mathematical model is developed that allows to establish the values of parasitic oscillations, torsional oscillations about the appropriate axes and their linear parts have to be considered while design of the gyroscope gaps between comb drive fingers and the capacitor plates are calculated. The simplified mathematical model with temperature effect on changes of the resonant frequencies of the spring suspension of the micromechanical angular velocity sensor for the component level design is created. It allows to simulate temperature effect on dynamic characteristics of the micromechanical sensor and to research the change of its sensitivity and accuracy. The electrical circuit of the small-capacitive MEMS sensor is improved that allows to reduce a noise level and minimize a charging effect. The information and linguistic tools of the end-to-end parallel design of the MEMS gyroscope is developed, it allowed to improve a library of mathematical models and to expand functional capabilities of CAD database using XML-format.
Автоматизація проектування систем вимірювання кількості теплової енергії на основі витратомірів змінного перепаду тиску
(Національний університет "Львівська політехніка", 2020) Биць, Оксана Михайлівна; Матіко, Федір Дмитрович; Національний університет "Львівська політехніка"; Максимова, М. В.; Горбійчук, М. І.
Автоматизація процесу керування гідродинамічним режимом магістрального нафтопроводу
(Національний університет "Львівська політехніка", 2017) Кріль, Сергій Олександрович; Пістун, Євген Павлович; Національний університет «Львівська політехніка»; Горбійчук, Михайло Іванович; Максимов, Максим Віталійович
Дисертація присвячена розробці нової ефективної системи автоматичного керування гідродинамічного режиму магістрального нафтопроводу, що дозволить підвищити надійність роботи нафтопроводу та зменшити економічні втрати при транспортуванні нафти. В роботі отримав подальший розвиток метод регулювання тиску на НПС шляхом дроселювання потоку нафти, особливістю якого є запропонована зміна швидкості переміщення поворотної заслінки залежно від її положення, що дозволило покращити швидкодію системи регулювання тиску та якісні показники процесу регулювання. Побудовано математичну модель комплексу поворотна заслінка – виконавчий механізм, яка відрізняється від існуючих введенням зміни швидкості переміщення заслінки, в залежності від її положення, і дозволяє лінеаризувати динамічну характеристику цього комплексу. Удосконалено структуру цифрового ПІ-регулятора системи регулювання гідродинамічного режиму нафтопроводу, яка відрізняється від існуючих тим, що вона побудована на основі рекурсивних рівнянь, що забезпечує значне підвищення швидкодії регулятора, при різких змінах тиску, а це дозволяє відреагувати на початку хвилі гідроудару і усунути аварійну ситуацію. Розроблено метод компенсації нелінійності коефіцієнта підсилення системи регулювання тиску на НПС шляхом плавної зміни часу повного ходу виконавчого механізму. Розроблена система регулювання тиску на НПС впроваджена на станціях “Новини” та “Плещівка”, які входять до складу філії “Магістральні нафтопроводи “Дружба” ПАТ “Укртранснафта”. Впроваджені системи дозволили скоротити кількість аварійних зупинок НПС, підвищити швидкодію системи і покращити якість відпрацювання збурень гідродинамічного режиму та зменшити енергозатрати при транспортуванні нафти. Диссертация посвящена разработке новой эффективной системы автоматического управления гидродинамического режима магистрального нефтепровода, которая позволит повысить надежность работы нефтепровода и уменьшить экономические потери при транспортировке нефти. В работе получил дальнейшее развитие метод регулирования давления на НПС путем дросселирования потока нефти, особенностью которого является предложенное изменение скорости перемещения поворотной заслонки в зависимости от ее положения, что позволило улучшить быстродействие системы регулирования давления и качественные показатели процесса регулирования. Построена математическая модель комплекса поворотная заслонка - исполнительный механизм, который отличается от существующих введением изменения скорости перемещения заслонки, в зависимости от ее положения, и позволяет линеаризировать динамическую характеристику этого комплекса. Усовершенствована структура цифрового ПИ-регулятора системы регулирования гидродинамического режима нефтепровода, которая отличается от существующих тем, что она построена на основе рекурсивных уравнений, обеспечивает значительное повышение быстродействия регулятора, при резких изменениях давления, что позволяет отреагировать в начале волны гидроудара и устранить аварийную ситуацию. Разработан метод компенсации нелинейности коэффициента усиления системы регулирования давления на НПС путем плавного изменения времени полного хода исполнительного механизма. Разработаная система регулирования давления на НПС внедрена на станциях “Новости” и “Плещевка”, которые входят в состав филиала "Магистральные нефтепроводы “Дружба” ОАО “Укртранснафта”. Внедреные системы позволили сократить количество аварийных остановок НПС, повысить быстродействие системы и улучшить качество отработки возмущений гидродинамического режима и уменьшить энергозатраты при транспортировке нефти. The thesis is devoted to the development of a new effective automatic control system for the hydrodynamic mode of the main oil pipeline, which will increase the reliability of the pipeline and reduce economic losses during the transportation of oil. The method was developed for regulating the pressure on the oil pumpstation by throttling the flow of oil. Main feature of this method is the proposed change in the speed of the butterfly valve, depending on its position, which improved the speed of the pressure control system and the quality of the control process. A mathematical model of butterfly valve - actuator complex is developed. Changes of butterfly valve speed depending on its position, allows to linearize the dynamic characteristic of this complex. The structure of the digital PI controller of the pipeline's hydrodynamic mode has been improved, which differs from existing ones in that it is built on the basis of recursive equations. This structure provides a significant increase in controller speed, with fast changes in pressure, which allows reacting at the beginning of a shock wave and eliminating an emergency situation. A method for compensating the nonlinearity of the gain of the pressure control system on the oil pumpstation is developed. This compensation provides by smoothly changing the full stroke time of the actuator. The developed pressure control system on oil pumpstation was implemented at the “Novyny” and “Pleshchivka” stations, which are part of the Druzhba Oil Pipeline branch of Ukrtransnafta .The implemented systems allowed reducing the number of emergency stops of the pumpstations, increasing the control system's speed and improving the quality of reaction on disturbance of hydrodynamic mode and reduce energy losses during oil transportation.
Автоматизація процесу регулювання параметрів рН та Eh при очищенні багатокомпонентних металовмісних стічних вод
(Національний університет "Львівська політехніка", 2015) Филипчук, Леонід Вікторович
Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі, яка полягає у розробці автоматизованої системи керування процесом очищення багатокомпонентних металовмісних стічних вод від окисно-відновних токсичних домішок шляхом регулювання параметрів активної реакції середовища рН та окисно-відновного потенціалу Eh. Розроблено метод комплексного багатоступінчастого керування процесом за виміряними значеннями окисно-відновного потенціалу Еh та активної реакції середовища рН та метод оцінювання наявності у багатокомпонентній металовмісній стічній воді окисно-відновних токсичних домішок в процесі їх вилучення. Побудовано математичну модель процесу очищення як об‘єкту керування із змінною структурою. Розроблено методику синтезу локальних систем регулювання рН та Eh. Розроблено методику вибору параметрів та алгоритм керування системи. Проведено техніко-економічну оцінку ефективності та рекомендації по проектуванню і впровадженню автоматизованої системи керування процесом очищення багатокомпонентних металовмісних стічних вод від окисно-відновних токсичних домішок шляхом регулювання параметрів рН та Eh. Диссертация посвящена решению актуального научно-технического задания, которое заключается в разработке автоматизированной системы управления процессом очистки многокомпонентных металлсодержащих сточных вод от окислительно-восстановительных токсичных примесей путем регулирования параметров активной реакции среды рН и окислительно-восстановительного потенциала Eh. Показано, что для автоматизированной системы управления процессом необходимо значительные колебания концентраций примесей, многокомпонентности и буферности металлосодержащих сточных вод. Исследования переходных процессов изменения рН и Eh свидетельствуют, что при их моделировании необходимо учитывать длительность стабилизации рН и Eh. Исследования математических моделей смесителей-реакторов как объектов управления показывают, что системы автоматизированного дозирования реагентов (САР) должны быстро реагировать на динамику смешивания, колебания входных показателей качества воды и взаимовлияние параметров рН и Eh в процессе химических реакций. Предложено применение комплексного многоступенчатого введения реагентов для постепенного доведения Eh до конечного значения с постоянной поддержкой величины рН в узкой области значений с последующей стабилизацией параметров. Проведено моделирование смесителя-реактора периодического действия как объекта регулирования, проведён выбор настроек локальных регуляторов параметров рН и Eh. Разработана структура и алгоритмы управления для созданной системы комплексного многоступенчатого управления процессом очистки многокомпонентных металлсодержащих сточных вод. Применение предложенной автоматизированной системы управления позволяет получить значительный экономический и экологический эффект за счет экономии химических реагентов и повышения качества очистки сточной воды от загрязняющих примесей. Dissertation is devoted to the decision of actual scientific and technical task, that consists in development of the automatic control system of cleaning process of multicomponent metal containing waste water from oxidated\reducted toxic submixes by active reaction of environment рН and oxidation\reduction potential Eh parameters regulation. Method of complex multistage process control by acquisitioned parameters of active reaction of environment рН and oxidation\reduction potential Eh and method of estimation of contain of oxidated\reducted toxic submixes in multicomponent metal containing waste water in its cleaning process is developed. Mathematical model of cleaning process as object of control with variable structure is built. Methodic of synthesis of pH and Eh local regulation systems is developed. Methodic of choosing of parameters and control system algorithm is developed. Technical-economical estimation of efficiency and recommendations for projection and installation of automatic control system of cleaning process of multicomponent metal containing waste water from oxidated\reducted toxic submixes by active reaction of environment рН and oxidation\reduction potential Eh parameters regulation.
Автоматизація структурного синтезу мікроелектромеханічних систем та аналіз їх динаміки
(Національний університет "Львівська політехніка", 2011) Хамза, Алі Юсеф Альшавабкех
The method of branches and boundaries was used for the first time to reduce the power set of alternatives in solving problems of structural synthesis of MEMS. A simulation model based on the theory of stochastic Petri nets was designed that allows to determine the output parameters of microelectromechanical systems and dynamics of the system taking into account the stochastic nature of parameters of structure elements of integrated microsystems. Structural model based on the theory of inhibitor Petri nets was improved which allows to increase efficiency of model by reducing the volume of calculations. Information models were further developed for storage and processing of data about a coverage graph and journal of analysis of inhibitor and stochastic Petri nets based on set theory, double ended list data structures using XML - format that allows to organize effective data exchange between software components of information technology of analysis and synthesis of MEMS and information technology software for structural analysis and synthesis of MEMS were developed that allows improving the development of integrated devices of this class and level of design automation.Цель диссертации состоит в развитии и усовершенствовании информационной технологии структурного синтеза и анализа структурных схем МЭМС на основании разработки методов, моделей и программных средств автоматизированного проектирования микроэлектромеханических систем. Объект исследования − процесс автоматизации структурного синтеза микроэлектромеханических систем и анализа и их динамики, а предмет исследования − модели и средства информационной технологии автоматизации структурного синтеза микроэлектромеханических систем и анализа и их динамики. Для решения задач структурного синтеза использовано методы компьютерного и математического моделирования, целочисленного программирования и теории сложных систем. При разработке моделей для анализа МЭМС использовано теорию расширенных сетей Петри. В диссертации решена научная задача повышения эффективности информационной технологии анализа и синтеза структур микроэлектромеханических систем на основании разработки проэктной процедуры синтеза с использованием метода ветвей и границ, моделей анализа на базе стохастических и ингибиторных сетей Петри, построенных информационных моделей и разработанных программных средств. Проведено анализ существующих методов, моделей и программных средств разработки структур сложных систем, на основании чего показано, что для повышения эффективности автоматизированного анализа и синтеза микроэлектромеханических систем на системном уровне, необходимо построить модели, которые учитывают стохастическую природу параметров структур микросистем, разработать процедуру автоматизации уменьшения мощности множества альтернативных решений на основании метода ветвей и границ, усовершенствовать информационные модели для повышения эффективности обмена данными между программными средствами информационной технологии. Впервые применено метод ветвей и границ для уменьшения мощности множества альтернативных решений при решении задач структурного синтеза микроэлектромеханических систем, который основывается на использовании микротехнологий изготовления интегральных систем в качестве критерия деления на подгруппы множества начального решения и разработанных критериях оценки нижней/верхней границ каждого с подмножеств альтернатив (быстродействие, стоимость изготовления, надежность или интегральный критерий), что дает возможность повысить уровень автоматизации процедуры синтеза альтернативных решений структур МЭМС. Построено структурную модель для решения задач анализа на системном уровне разработки МЭМС, которая базируется на теории стохастических сетей Петри и, в отличии от существующих, дает возможность определить исходные параметры микроэлектромеханических систем и динамику работы системы с учетом стохастической природы параметров элементов структуры интегральных микросистем. Усовершенствовано структурную модель для решения задач анализа на системном уровне разработки МЭМС, которая базируется на теории ингибиторных сетей Петри, что дает возможность, в отличии от существующих, повысить параметр экономичности модели путем уменьшения объема вычислений на 10 – 15%. Получили дальнейшее развитие информационные модели для сохранения и обработки данных об графе достижимости и журнал анализа стохастических и ингибиторных сетей Петри, которые базируются на теории множеств, двухсвязных списочных структурах данных и используют XML - формат, что дает возможность учитывать особенности стохастических и ингибиторных сетей Петри и эффективно организовать обмен данными между составляющими программных средств информационных технологий анализа и синтеза микроэлектромеханических систем. Практическое значение результатов работы состоит в том, что: разработано проектную процедуру автоматизированного синтеза МЭМС на основании метода ветвей и границ; разработано структурную схему информационных технологий структурного анализа и синтеза МЭМС, которая включает подсистему генерирования множества альтернативных решений на основании морфологического метода, подсистему уменьшения мощности множества альтернативных решений на основании метода ветвей и границ и подсистемы анализа структур МЭМС на основании стохастических и ингибиторных сетей Петри; разработано алгоритмы функционирования и структурные схемы подсистемы уменьшения мощности альтернативных решений и подсистем анализа микросистем с использованием стохастических и ингибиторных сетей Петри; построено структуру программного обеспечения и программно реализовано инструментальные средства информационных технологий структурного синтеза и анализа микроэлектромеханических систем. Теоретические и практические результаты диссертационной работы Хамзы Али Юсеф Альшавабкех внедрены в Физико-механическом институте им. Г.В.Карпенка Национальной академии наук Украины.У дисертації вперше використано метод гілок і границь для зменшення потужності множини альтернативних рішень при розв'язанні задач автоматизації структурного синтезу МЕМС. Розроблено структурну модель для аналізу структур на системному рівні, яка використовує теорію стохастичних мереж Петрі і, на відміну від існуючих, дає можливість визначити вихідні параметри мікроелектромеханічних систем та динаміку роботи системи з врахуванням стохастичної природи параметрів елементів структури інтегральних мікросистем. Вдосконалено структурну модель, що ґрунтується на теорії інгібіторних мереж Петрі, що дає можливість підвищити параметр економічності моделі шляхом зменшення обсягу обчислень. Отримали подальший розвиток інформаційні моделі для збереження та оброблення даних про граф досяжності і журнал аналізу стохастичних та інгібіторних мереж Петрі, які базуються на теорії множин, двозв’язних спискових структурах даних і використовують XML - формат, що дає змогу ефективно організувати обмін даними між складовими програмних засобів інформаційної технології синтезу та аналізу МЕМС і розроблено програмні засоби інформаційної технології структурного аналізу і синтезу МЭМС, що дає можливість підвищити ефективність розроблення інтегральних приладів цього класу і рівень автоматизації проектних процедур на системному рівні розроблення мікросистем.
Автоматизована обробка персоналізованої медичної інформації для систем підтримки прийняття рішень
(Національний університет "Львівська політехніка", 2014) Мельникова, Наталія Іванівна
У дисертаційній роботі розв’язано актуальну наукову задачу підвищення якості обробки персоналізованої медичної інформації шляхом розроблення та вдосконалення методів і засобів аналізу даних для систем підтримки прийняття лікарських рішень. Проведений аналіз програмних та алгоритмічних засобів підтримки прийняття рішень у медичній галузі та введена класифікація медичних інформаційних систем за видами надання медичної допомоги. Розроблено метод прийняття рішень щодо визначення стандартної схеми для забезпечення лікувального процесу, шляхом обробки даних пацієнта з використанням теорії скінченних автоматів, що дає змогу моделювати стан хворого і уточнювати схему на кожному етапі лікувального процесу. Формалізовано модель СПЛР на основі концепції теорії автомата Мілі. Удосконалено метод прийняття рішень щодо персоналізації стандартних схем, шляхом пошуку введення оціночної функції появи наступного стану за наявності часово-залежних та часово-незалежних даних системи, що надає направленості при виборі необхідних цільових схем лікування. Визначено кількісну оцінку якості результатів застосування персоналізованих схем, шляхом формалізації якісних показників впливу на комплексний критерій стану пацієнта, що дає змогу корегувати або змінювати тактику лікування. Розроблено систему підтримки лікарських рішень, що моделює поведінку експерта при виборі персоналізованої терапевтичної схеми, що дозволило підвищити якість надання медичної допомоги хворим з різною патологією. В диссертационной работе решена актуальная научная задача повышения качества обработки персонализированной медицинской информации путем разработки и совершенствования методов и средств анализа данных для систем поддержки принятия врачебных решений. Проведенный анализ программных и алгоритмических средств поддержки принятия решений в медицинской отрасли и усовершенствована классификация медицинских систем по видам оказания медицинской помощи. Разработан метод поддержки принятия решений по определению стандартной схемы для обеспечения лечебного процесса, путем обработки данных пациента с использованием теории конечных автоматов, что позволяет моделировать состояние больного и уточнять схему на каждом этапе лечебного процесса. Формализована модель СПЛР на основе концепции теории автомата Мили. Определено количественную оценку качества результатов применения персонализированных схем, путем формализации количественных показателей влияния на качественный критерий состояния пациента, что позволяет корректировать или изменять тактику лечения. Разработана система поддержки врачебных решений, что моделирует поведение эксперта при выборе персонализированной терапевтической схемы, что позволило повысить качество оказания медицинской помощи больным с различной патологией. The dissertation contains research solved to date scientific task of improving the quality of treatment personalized health information through the development of information technology for making medical decisions and improve the quality of health care by formalizing criteria for comprehensive evaluation. The analysis software and algorithmic tools to support decision-making in the medical field and entered the medical classification systems by providing medical care, which enables to provide an assessment of the current state of development, use and implementation of existing health information technology and intellectual highlight previously unsolved problem. A decision support method for determining the standard scheme for the treatment process by handling patient data using the theory of finite state machines, which allows simulating the patient’s condition and refining the scheme at each stage of the treatment process. The doctor decision system support formalized model based on the concept of Mealy automat theory that proves the existence of functions of output signals, depending on the set of system states and input signals, that is the parameters of the patient. There are approved that the assignment of treatment is a special type of machine abstraction, using the description of the way of changing the state of a patient based on the achieved status and information received from the outside. The method of decision support regarding persona-lization from standard schemes chase by searching for the maximum occurrence hypothesis evaluation function in the presence of time-dependent data system is designed that provides orientation when selecting appropriate targeted treatment regimens. A method for evaluating the quality of the personalized schemes results by formalizing quantitative criteria and determine their impact on the qualitative indicators of the patient. This method allows correcting or changing the treatment strategy. The quantitative evaluation of the quality of the results of personalized schemes by formalizing quantitative criteria influence the quality indicators of the patient, allowing correct or modify treatment strategy. A system to support medical decisions that simulates the behavior of an expert in selecting of personalized therapeutic schemes is presented, thus improving the quality of medical care for patients with different pathologies. The architecture of doctor decision system support and related software are designed. They both allow us to assign custom scheme of conservative treatment. A quantitative evaluation of the results quality are at 13% higher than the results obtained using of schemes proposed information system WHONET5.
Автоматизоване визначення морфологічних параметрів зображень об’єктів з розмитими краями
(Національний університет "Львівська політехніка", 2014) Медведєв, Дмитро Геннадійович
Дисертація присвячена створенню методів оконтурювання та параметризації об’єктів з розмитими краями (ОРК) за їх цифровим зображенням. Це необхідно для досліджень в мінераграфії, металографії, імунного статусу пацієнтів. Існуючі методи визначення біологічних об’єктів не спеціалізуються саме на еозинофілах. В роботі розроблено алгоритм пошуку на цифровому зображенні ОРК на прикладі еозинофіла, який є прозорим за своєю природою і має розмитий контур. При цьому, через низьку якість зображення та специфічну форму об’єктів, грубо виділяється контур ОРК. Для уточнення контуру побудовано сплайн-модель. Побудовано замкнутий ермітів кубічний сплайн за допомогою модифікації його крайових умов. Розроблено метод ітераційного уточнення грубо визначених розмитих контурів об’єктів шляхом оптимізації розміщення вузлів та їх ітеративного додавання, що дозволяє уникнути апріорного задання параметрів гладкості сплайна й керуватись лише заданою точністю. Розроблено інформаційну систему визначення морфологічних параметрів об’єктів з розмитими краями. Знайдено дискримінантну формулу для класифікації імунного стану людини за навчальною вибіркою із 110 еозинофілів за такими параметрами як форма, площа, периметр, великий та малий діаметр. Ретроспективна класифікація вибірки виявила 7,3% віднесення норми до патології та 12,6% патології до норми. The thesis is devoted to methods for delineation and parameterization objects with blurred edges for their digital images. It is necessary for research in minerahraphy, metallography, the immune status of patients. Existing methods for determining biological objects do not specialize in eosinophils. In this paper, the search algorithm for digital image objects with blurred edges on the example of eosinophils, which are transparent in nature and has a blurred edges. However, due to the low image quality and a specific form of objects allocated roughly outline objects with blurred edges. To clarify the edge constructed spline model. We construct a closed Hermite cubic spline through modification of its boundary conditions. The method of iterative refinement roughly determined blurred object edges by optimizing the placement of nodes and their iterative addition, to avoid setting a priori smoothness of the spline parameters and guided by a given accuracy. Developed information system for determination morphological parameters of objects with blurred edges. Found discriminant formula for classification of immune human condition in a study sample of 110 eosinophils by parameters such as shape, area, perimeter, large and small diameter. Retrospective classification of the sample revealed a 7.3% attribution rules to pathology and 12.6% of pathology to normal. Диссертация посвящена созданию методов оконтуривания и параметризации объектов з размытыми краями за их цифровым изображением. Изображения таких объектов получаются в минераграфии, металлографии, при исследовании иммунного статуса человека. Существующие методы определения таких объектов на цифровом изображении либо не удовлетворяют требованиям поставленной задачи либо требуют непосредственного участия оператора, что усложняет процесс автоматизации определения как самого объекта, так и его дальнейшую параметризацию. В работе разработан алгоритм оконтуривания объектов с размытым контуром на примере изображения эозинофилов – элементов крови. Для этого выполняется медианная фильтрация изображения, построение его гистограммы и выделение контура модифицированным оператором Собеля. Модификация оператора Собеля состоит в том, что он применяется только к яркости, а цветоразностные компоненты остаются без изменений. Тогда получается цветное изображение в выделенными на нем контурами. Но, не смотря на это, из-за низкого качества изображения и специфической формы клетки, контур эозинофила выделяется грубо. Так как в декартовой системе координат функция, по определению, не может быть замкнутой, то выполняется перевод точек грубо выделенного контура в полярную систему координат. Центром полярной системы координат служит центр прямоугольника, описанный около грубо выделенного контура объекта. Для уточнения контура эозинофила построено сплайн-модель. Особенность сплайн-модели в том, что контур является замкнутой линией. Поэтому, построено замкнутый кубический сплайн Эрмита с помощью модификации его краевых условий, что учтено в структуре матрицы планирования метода найменьших квадратов, который применяется для приближения контура к грубо выделенным точкам. Для достижения заданной точности вычислений разработан метод итерационного уточнения количества и размещения узловых точек сплайна. Применение данного метода позволяет получить гладкий уточненный контур с среднеквадратическим отклонением 8 и минимальным количеством узлов. Построена информационная технология определения морфологических параметров эозинофилов, включающая преобразование формата цифрового изображения в YUV, грубое выделение точек контура модифицированным оператором Собеля, сканирования контурных точек, переход к полярной системе координат контурных точек, аппроксимацию контура замкнутым кубическим сплайном Эрмита по методу наименьших квадратов, оптимизацию положения и числа узлов сплайна, расчет на основе сплайн-модели морфологических параметров объектов (форма, большой и малый диаметры, площадь, длина контура). Использование предложенной информационной технологии позволяет выполнять классификацию объектов по относительным морфологическими параметрами. В частности получено дискриминантную формулу для классификации иммунного состояния человека по учебной выборке из 110 эозинофилов. Ретроспективная классификация выборки выявила 7,3 % отнесения нормы к патологии и 12,6 % патологии к норме.

Browse

Browsing Автореферати та дисертаційні роботи by Title

Results Per Page

Sort Options