Автореферати та дисертаційні роботи

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995

Browse

Subject: search.filters.subject.acrylamide

Search Results

Now showing 1 - 2 of 2
  • Thumbnail Image
    Item
    Синтез і властивості органо-неорганічних протонопровідних матеріалів
    (Відділення фізико-хімії горючих копалин Інституту фізикоорганічної хімії і вуглехімії імені Л.М. Литвиненка Національної академії наук України, 2021) Римша, Христина Володимирівна; Євчук, Ірина Юріївна; Інститут фізикоорганічної хімії і вуглехімії імені Л. М. Литвиненка; Желтоножська, Тетяна Борисівна; Дончак, Володимир Андрійович
    Дисертаційна робота присвячена розробленню нових полімерних та гібридних матеріалів із протонопровідними властивостями для використання у паливних елементах. Синтезовано амфіфільні полімерні та поліакрилат-кремнеземні матеріали різного складу на основі полі(акрилонітрил-ко-акриламід-ко-3-сульфопропілакрилату калію) та полі(акрилонітрил-ко-акрилова кислота-ко-3- сульфопропілакрилату калію-ко-етиленглікольдиметилакрилату). Встановлено вплив співвідношення гідрофільно/гідрофобних мономерyих ланок, вмісту неорганічного компонента, природи сульфовмісного мономера на внутрішню морфологію отриманих матеріалів та їхні властивості: термічну стійкість, водопоглинання, поглинання метанолу, вільну поверхневу енергію, протонну провідність. Протонна провідність мембран на основі полі(акрилонітрил-ко-акрилова кислота-ко-3-сульфопропілакрилат калію- ко-етиленглікольдиметилакрилату) з додаванням 1-7 мас. % золь-гель системи досягає значення 1,12·10-2 См/cм. Обчислено енергію активації протонного переносу, яка складає 0,12-0,14 еВ. За моделлю Райса-Рота оцінено транспортні параметри мембран; за рівнянням Нернста-Ейнштейна розраховано коефіцієнти дифузії протонів. Запропоновані матеріали володіють потенціалом для застосування як протонопровідні мембрани у технології паливних елементів. Диссертационная работа посвящена разработке новых полимерных и гибридных материалов с протонопроводящими свойствами для использования в топливных элементах. Синтезированы амфифильные полиакрилатные и полиакрилат-кремнеземные материалы на основе поли(акрилонитрил-ко-акриламидко-3-сульфопропил акрилат калия) и поли(акрилонитрил-ко-акрилова кислота-ко-3- сульфопропилакрилат калия-ко-этиленгликольдиметилакрилат). Установлено влияние соотношения гидрофильно/гидрофобных мономерных звеньев, содержания неорганического компонента, природы сульфосодержащего мономера на внутреннюю морфологию полученных материалов и их свойства: термическую стойкость, водопоглощение, набухание в метаноле, свободную поверхностную энергию, протонную проводимость. Протонная проводимость мембран на основе поли(акрилонитрил-ко-акрилова кислота-ко-3-сульфопропилакрилат калия-ко-этиленгликольдиметилакрилат) додавлением 1-7 масс. % золь-гель системы достигает значения 1,12·10-2См/см. Энергия активации протонного переноса составляет 0,12-0,14 эВ. С использованием модели Райса-Рота оценены транспортные параметры мембран; по уравнению Нернста-Эйнштейна рассчитаны коэффициенты диффузии протонов. Предложенные материалы обладают потенциалом для применения их как протонпроводящие мембраны в технологии топливных элементов. The dissertation is devoted to the development of new polymer and hybrid organicinorganic materials with proton conductive properties, promising for in solid-state fuel cells. A synthesis strategy was proposed as follows: a polymer matrix of the composite was formed by UV-initiated copolymerization of acrylic monomers, and a silica network of the organic-inorganic materials was formed in situ due to simultaneous sol-gel process of the precursor – tetraethoxysilane. The spatially cross-linked hybrid structure of nanocomposites was formed both due to the presence of a cross-linker and by hydrogen bonding between polymer functional groups and the products of the sol-gel precursor transformation. The effect of the ratio of hydrophilic/hydrophobic monomers in polymer matrix (based on acrylonitrile, acrylamide and 3-propylacrylate potassium salt) as well as the influence of inorganic component content on the morphology and properties of the obtained organic-inorganic materials were investigated. Proton conductivity, thermal stability, water uptake, methanol swelling, free surface energy of the synthesized membranes studied. The formation and properties of organic-inorganic membranes with different acrylic sulfomonomers in polymer matrix: styrenesulfonic acid sodium salt and acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid were studied. A new composition of organic-inorganic membranes was proposed: amphiphilic polymer matrix was synthesized from monomers: acrylic acid, acrylonitrile, 3-sulfopropylacrylate potassium salt, ethylene glycol dimethylacrylate; the content of the added sol-gel system was 1 – 7 mass %. SEM images showed homogeneity of the structure. The proton conductivity of membranes was studied depending on their composition at temperatures 20 - 60°C and reaching the values up to 1,12·10-2 Sm/cm. The proton transfer activation energy, calculated from the temperature dependence of proton conductivity using the Arrhenius equation, was found to be 0,12-0,14 eV. According to the Rice and Roth model the transport parameters of the membranes (the number of mobile ions, the mobility of ions) were determined. Ion diffusion coefficients for the membranes were calculated using the Nernst-Einstein equation.The results of DMA analysis allow to conclude that the increase of silica content leads to the decrease of packing density and the increase of structural heterogeneity in synthesized polyacrylate/silica membranes.The stability of the membranes during operation in fuel cell was evaluated for its oxidation resistance in the Fenton reagent. Thus, the proposed method of synthesis and the developed composition of polymer and hybrid organic-inorganic membranes made it possible to ensure a high level of their proton conductivity and other characteristics necessary for operation in fuel cells. Therefore, the synthesized materials have the potential for the application as proton conductive membranes in these devices.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Аніонарилювання функціоналізованих похідних акрилової та метакрилової кислот
    (Національний університет "Львівська політехніка", 2014) Симчак, Руслан Васильович
    Дисертація присвячена дослідженню взаємодії ароматичних солей діазонію з функціоналізованими похідними акрилової та метакрилової кислот: естерами, амідами, нітрилами в присутності зовнішніх нуклеофілів. Розроблено оптимальні умови синтезу продуктів хлоро-, бромо-, тіоціанато- та О-етилдитіокарбонатоарилювання ряду функціоналізованих акрилатів і метакрилатів. Запропоновано зручний метод синтезу -азидоамідів на основі продуктів бромарилювання амідів ненасичених кислот. Встановлено можливість синтетичного використання тіоціанатопохідних акриламіду і метакриламіду для одержання 5-арилзаміщених ацетильних та амінопохідних тіазол-4-ону. Показано, що гетероциклізація 3-арил-2-тіоціанатопропанамідів під дією оцтового ангідриду супроводжується додатковим ацилюванням атома оксигену в положення 4 тіазольного циклу внаслідок кетоєнольної таутомеризації тіазол-4-онової системи. Запропоновано ймовірні механізми гетероциклізації тіоціанатоамідів з утворенням ацетильних та амінопохідних тіазол-4-ону. Розширено синтетичні можливості реакції аніонарилювання шляхом введення в неї нового арилюючого реагенту – (4-фенілазо) фенілдіазоній тетрафлуороборату з метою одержання продуктів аніонарилювання, які містять хромофорний азобензеновий фрагмент і є перспективними в плані вивчення оптичних та фотохімічних властивостей цих речовин. Синтезовано низку нових арилалкільних тіоціанатів, галогенідів та похідних тіазолу, окремі з яких характеризуються ефективними антибактеріальними та антигрибковими властивостями. Встановлена залежність між будовою і антимікробною активністю одержаних сполук. Виявлено, що 2-аміно-5-бензил-(5-метил)тіазол-4-онам притаманна висока інгібуюча активність відносно штамів М. tuberculosis. Диссертация посвящена изучению взаимодействия ароматических солей диазония с функционализированными производными акриловой и метакриловой кислот: эфирами, амидами и нитрилами в присутствии внешних нуклеофилов. Найдены оптимальные условия синтеза продуктов хлор-, бром-, тиоцианато- и О-этилдитиокарбонатоарилирования ряда функциональных производных акрилатов и метакрилатов. Предложен удобный метод синтеза -азидоамидов на основе продуктов бромарилирования амидов непредельных кислот. Установлена возможность синтетического использования тиоцианатных производных акриламида и метакриламида для получения 5-арилзамещенных ацетильных и аминопроизводных тиазол-4-она. Показано, что гетероциклизация 3-арил-2-тиоцианатопропанамидов под действием уксусного ангидрида сопровождается дополнительным ацилированием атома кислорода в положение 4 тиазольного цикла вследствие кето-енольной таутомеризации тиазол-4-оновой системы. Предложены возможные механизмы гетероциклизации тиоцианатоамидов с образованием ацетильных и аминопроизводных тиазол-4-она. Расширены синтетические возможности реакции анионарилирования введением в нее нового арилирующего реагента – тетрафторобората (4-фенилазо)фенилдиазония, позволяющего получать труднодоступные производные, содержащие хромофорный азобензольный фрагмент, которые являются перспективными в плане изучения оптических и фотохимических свойств этих соединений. Синтезирован ряд новых арилалкильных тиоцианатов, галогенидов и производных тиазола обладающих эффективными антибактериальными и противогрибковыми свойствами. Установлена зависимость между строением и антимикробной активностью полученных соединений. Обнаружено, что 2-амино-5-бензил-(5-метил)тиазол-4-оны проявляют высокую ингибирующую активность по отношении к штаммам М. tuberculosis.The dissertation is devoted to the interaction of aromatic diazonium salts with functionalized derivatives of acrylic and methacrylic acid: esters, amides, nitriles in the presence of external nucleophiles. The optimal conditions for the synthesis of chloro-, bromo-, thiocyanato-, O-ethyldithiocarbonatoarylation products of some functional acrylates and methacrylates were found. For example of dodecyl, 2-(dimethylamino)ethyl, allyl and 2,3-epoxypropyl esters of methacrylic acid is shown that the structure of alkoxyl radical does not affect the reactivity and expression of ambident properties of thiocyanate anion in the thiocyanatoarylation reaction. 3-Aryl-(2-methyl)-2-chloro(bromo)propanamides were prepared in conditions of Meerwein and anionarylation reactions. A convenient method for the synthesis of azidoamides on the base of bromoarylated unsaturated amides has been proposed. Bromoamides by boiling with morpholine or piperidine easily eliminate of hydrogen bromide with forming of 3-arylpropenamides. It was shown, that the yields of acrylonitrile and methacrylonitrile bromoarylation products increase in conditions of Meerwein reaction. That is connected with the strengthening of the competing processes due to dediazoniation temperature. It is established that during the thiocyanatoarylation of unsaturated amides in a water-DMSO (1:4) solution, the reaction takes place at a lower temperature, for 5-10% increase of product yields and decreases the amount of thio- and isothiocyanatoarenes. The possibility of synthetic using of thiocyanate derivatives of acrylamide and methacrylamide to produce of 5-arylsubstituted acetyl and aminothiazol-4-one derivatives was studied. It was shown that heterocyclisation of 2-thiocyanato-3-arylpropanamides under the action of acetic anhydride was adding followed by acylation with an oxygen atom at the 4-position of the thiazole ring due to keto-enol tautomerization of the thiazol-4-one system. We also found the conditions for direct cyclization of thiocyanatoamides to 2-aminothiazol-4-ones which occurs in boiling trifluoroacetic anhydride, DMF with triethylamine and the alloy with maleic acid or its anhydride. The possible mechanisms of thiocyanatoamides heterocyclization with the formation of acetyl and aminothiazole-4-one derivatives were presented. The synthetic potential of the anionarylation by introduction of new arylating reagent – (4-phenylazo)phenyldiazonium tetrafluoroborate was expanded. The interaction of (4-phenylazo)phenyldiazonium tetrafluoroborate with acrylic and methacrylic acid derivatives and styrene in presence of thiocyanate anion accompanied by the exclusively formation of thiocyanatoarylation products. The using of 3-(4-(phenyldiazenyl)phenyl)-(2-methyl)-2-thiocyanatopropanamides in cyclization reactions reveals the possibility of constructing of new acetyl and aminothiazole derivatives, which containing chromophore azobenzene fragment and are promising in terms of studying the optical and photochemical properties of these substances. A number of new arylalkyl thiocyanates, halides and thiazole derivatives which have effective antibacterial and antifungal properties were synthesized. The dependence between the structure and antimicrobial activity of the compounds were revealed. It has been found that 2-amino-5-benzyl-(5-methyl)thiazol-4-ones exhibit an excellent inhibitory activity against strains of M. tuberculosis.