Изучение пожаровзрывоопасных свойств некоторых фармацевтических веществ – производных бензимидазола

принудительное привлечение отцов к выплате алиментов, достаточный размер детских пособий для воспитания детей, оформление в детский сад вне очереди, льготы на оплату детского сада, школы и группы продленного дня. Должны развиваться государственные и общественные учреждения, помогающие женщинам после развода. Население должно быть информировано о существовании такого рода организаций, их доступности, эффективности.

Заключение. Исходя из проведенного исследования, приходиться сделать вывод, что большинство женщин все же разводом довольно. То есть все более остро стоит вопрос о сохранности традиционной семьи, о культуре семейно-брачных отношений. Как мне кажется, возможность сохранения семьи как социального института состоит в частности в создании специальных консультативных центров, в которые можно было бы обратиться перед вступлением в брак, в усилении внимания к современным проблемам семьи со стороны государства, в организации подготовки человека к семейной жизни через систему образования и социокультурные институты.

На сегодняшний день в нашем обществе активно идет процесс индивидуализации. Каждая отдельная личность стремиться к достижению своих целей, успеха, благополучия и гармонии в отношениях с другими людьми и со своим собственным внутренним миром. Этот процесс идет в семье. В семье формируется и проявляется индивидуальность человека. А неблагополучная семья часто сдерживает личностное самовыражение и самореализацию человека. Но в каждом из рассмотренных случаев женщины страдали из-за невозможности спокойно жить, работать в соответствии со своими индивидуальными интересами, потребностями, из-за отсутствия взаимопонимания с супругом. Семейное неблагополучие мешало не только саморазвитию личности, но и воспитанию детей, то есть реализации репродуктивной функции семьи. Все же говорить об отмирании института семьи не приходится. Семья продолжает существовать, и именно семья занимает одну из самых высоких позиций в ценностных ориентациях людей всего мира, в том числе и России. Факты увеличения доли неполных семей, тех семей, где присутствует только один родитель и чаще всего только мать побуждают к дальнейшему исследованию проблемы.

УДК 614.838.12+614.833.2

Е.Б Аносова, А.Я Васин, Н.Н. Бабкина

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия.

ИЗУЧЕНИЕ ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНЫХ СВОЙСТВ НЕКОТОРЫХ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ - ПРОИЗВОДНЫХ БЕНЗИМИДАЗОЛА.

On the data DTA - explorations of three pharmaceuticals their burning point was calculated. For firm highly meltable materials using of Antuan s dependence in a narrow interval of temperatures for an assessment of burning point yields inappreciable error.

Исследованы пожаровзрывоопасные свойства трех фармацевтических препаратов. По данным дифференциального термического анализа была вычислена температура их воспламенения. Для двух твердых высокоплавких веществ использование зависимости Антуана в узком интервале температур дает незначительную погрешность.

Для обеспечения безопасных условий в лаборатории и на производстве необходимо знать о пожаровзрывоопасности имеющихся там веществ. Для веществ, находящихся в порошкообразном состоянии существует ряд показателей: температура воспламенения (Твосп), температура самовоспламенения (Тсамов), нижний концентрацион-

ный предел распространения пламени (НКПР), характеризующих их пожаро- и взрывоопасные свойства.

Для трех веществ, полупродуктов синтеза новых фармацевтических средств афобазола и брадизола, были определены показатели пожаровзрывоопасности по методикам ГОСТ 12.1.044-89[1] (табл.1). В целях определения пожаровзрывоопасных свойств веществ часто применяется метод дифференциально-термического анализа (ДТА). Данный метод позволяет определить температуру начала экзотермического разложения образца [2], которая используется для оценки пожаровзрывоопасности веществ и материалов. Для фармацевтических препаратов этот метод анализа применяется также для выяснения иных характеристик - чистоты вещества, наличия примесей, влажности и др. В настоящей работе приведена попытка вычисления температуры воспламенения с использованием данных ДТА и оценка корректности полученных результатов. Результаты, полученные подобным образом, могут использоваться в качестве предварительной оценки Твосп твердых веществ.

Дериватограммы многих фармацевтических веществ показывают изменение массы с эндотермическим эффектом. Эти вещества при нагревании проявляют склонность к испарению и возгонке - процессам, не связанным с разрушением химической структуры. Воспламенение таких веществ связано с воспламенением насыщенных паров или продуктов возгонки. Движущей силой испарения (возгонки) является разность парциальных давлений между внутренним слоем и граничным воздушным слоем. По обеим сторонам поверхности раздела концентрация и предполагаются равновесными. Парциальное давление, в свою очередь, зависит от энтальпии испарения, согласно уравнению Клаузиуса - Клайперона [3], интегральная форма которого имеет вид:

1пр= -АНисп/ЯТ + С,

где С - константа, связанная с энтропией перехода, АНисп - теплота (энтальпия) испарения кал/моль, Я - универсальная газовая постоянная, Т - температура, К.

В работе [4] приведен пример расчета АНисп, исходя из результатов, полученных ДТА для участка на кривой ТГ, где убыль массы протекает с максимальной скоростью. Предлагается использовать сравнительно узкий интервал температур, поскольку в этом случае процесс можно счесть равновесным.

Этот метод представляется нам достаточно простым в исполнении, обладающим небольшой (0,6 ккал/моль) погрешностью вычислений.

В интервале температур, когда скорость убыли массы максимальна (рис.2), концентрация насыщенных паров вещества достигает значения, при котором может воспламеняться. Такому интервалу температур соответствует пик на кривой ДТГ и эндотермический эффект для всех рассматриваемых веществ. Исходя из относительной величины отрезков, зависящих от наклона ТГ-кривой и глубины пика на ДТГ - кривой, вычислялась теплота испарения исследуемых веществ [4]. Полученные значения АНисп приведены в таблице 1.

Поскольку все вещества испаряются из расплава, т.е. жидкой фазы, представляется корректным рассматривать их поведение как поведение горючих жидкостей в рассматриваемом интервале температур.

Для практических расчетов температуры воспламенения горючих жидкостей наиболее удобна корреляция Антуана [5]:

1§ р = А - В/(1+Са),

в котором А, В и СА - константы, характерные для каждого вещества. Располагая значениями давления насыщенных паров

Таблица 1. Пожаровзрывоопасные и физико - химические свойства исследованных веществ.

Название вещества Формула Молекулярная масса, г/моль Т А пл., оС Т А восп, оС Т А самов? оС НКПР, г/м3 ЛНисШ кал/ моль

1. Бензимидазол и? н 118,14 170 210 480 145 21,3

2. 2-меркаптобензимидазол Н 150,21 300 320 493 120 18,6

3. 5 - этокси - 2 меркаптобензи-мидазол н 194,28 243 300 450 106 17,0

" 45 п

0

Г 40 -

5

« 35 -

и

10 30 -

1 25-

х

£ 20 -

Щ

¡з 15 -

л

Л 10 -

X

о 5 -

С 5

т

™ п

ч 0 -I—

540

Рис. 1. Зависимость давления насыщенного пара веществ от температуры.

1 - 5-этокси-2-меркаптобензимидазол, 2 - 2-меркаптобензимидазол, 3 - бензимидазол.

Рис. 2. Дериватограмма бензимидазола, нагрев 5 град/мин, т1...т5 - отрезки, относительная длина которых характеризует скорость убыли массы

Соответственно, в интервале температур (277-377) оС зависимость давления насыщенных паров вещества от температуры имеет следующий вид: для бензимидазола:

1§ р = 1,82 - 206,65/(1-67,19), для 2 - меркаптобензимидазола:

1§ р = 2,73 - 793,89/(1+161,92), для 5 - этокси- 2 - меркаптобезимидазола:

1§ р = 2,74 - 717,82/(1+208,35).

По методике [6] были вычислены температуры воспламенения расплавов веществ, исходя из полученных зависимостей. Поскольку воспламеняются пары вещества, переходящего из жидкого в газообразное состояние, представляет интерес также температура кипения (Ткип) расплава образцов. Ее значение можно получить по программе ЛСБЬаЬ, исходя из строения вещества (табл.3, Ткип.(расч.)).

Помимо расчетного способа определения Ткип, ее значение можно определить экспериментально, с помощью ДТА, используя тигли с крышечками, в которых затруднено испарение. Согласно [7], температуре кипения будет соответствовать темпе-

ратура начала резкой убыли массы на кривой ТГ. Для каждого исследованного вещества были сняты три дериватограммы, со скоростью нагрева 2, 5, 10 град/мин. Температура начала резкой убыли массы исследуемого образца была приблизительно одинакова в каждом случае. За температуру кипения принято среднее арифметическое значение из трех полученных (табл.3. Ткип.(эксп.)).

Таблица 2. Коэффициенты Антуана исследованных веществ.

Название вещества А В Са

Бензимидазол 1,82 206,65 -67,19

2 -меркаптобензимидазол 2,73 793,89 161,92

5 - этокси - 2 - меркаптобензимидазол 2,74 717,82 208,35

Зная температуру кипения расплава, можно рассчитать температуру воспламенения вещества по методике ВНИИПО [8]. Полученные таким методом значения температуры воспламенения ( Твоспл.(расч)2) приведены в табл.2.

Таблица 3. Вычисленные и экспериментальные параметры исследованных веществ.

Название вещества Твоспл. (эксп.), оС Твоспл. (расч)1, оС Ткип. (расч.), оС Ткип. (эксп.), оС Твоспл. (расч)2, оС

Бензимидазол 210 411 360 326 265

2-меркаптобензимидазол 320 341 332 319 261

5-этокси-2-меркаптобензимидазол 300 295 375 293 243

Наиболее близкие к экспериментальным значениям Твоспл. дает расчет с использованием зависимости Антуана [6]. Однако в случае бензимидазола, погрешность недопустимо велика. Предварительная оценка Твоспл с использованием зависимости Ан-туана в данном случае невозможна.

Расчет с использованием зависимости Антуана для более высокоплавких веществ дает различия в вычисленных и определенных экспериментально Твоспл : 1,7% - для 5 - этокси - 2-меркаптобензимидазола; 6,6% - для 2-меркаптобензимидазола. Для предварительной оценки величины Твоспл. это приемлемо.

Список литературы

1. ГОСТ 12.1.044-89 Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения. Москва,1990.

2. Аносова, Е.Б пределение температуры начала экзотермического разложения порошкообразных веществ с помощью дифференциально-термического анализа/ Е.Б Аносова, А.Я Васин//Успехи в химии и хим. технологии.-М.:РХТУ, 2006.- С. 52-56.

3. Уэндландт, У.Термические методы анализа/ У. Уэндландт.- М.: Мир,1978.- 478 с.

4. Степин, Б.Д. Определение теплоты термической диссоциации твердого вещества по данным термогравиметрического анализа/ Б.Д. Степин, Г.Р. Аллахвердов, Г.М. Серебренникова// ЖФХ, 1969, №10.- С. 2452-2456.

5. Корольченко,А.Я. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения. Справочник: в 2-х ч. / А.Я. Корольченко, Д.А. Корольченко. - М.: Асс. «Пож-наука», 2004. - Ч.1. - 713 с.

6. Монахов, В.Т.. Пожаровзрывоопасные свойства веществ/ В.Т.Монахов. М.,1972.

7. Берг, Г.А.. Введение в термографию/. Г.А. Берг. -Казань, 1961.

8. ВНИИПО РФ. Методика расчета основных показателей пожаровзрывоопасно-сти. - М., 2002.