Методика восстановления динитроароматических соединений и токсикологическая оценка их производных

С увеличением количества атомов углерода в в молекулах спиртов их токсичность возрастает. Однако из этого правила имеются и некоторые исключения. Так, например, метиловый спирт (первый член гомологического ряда алифатических спиртов) является продуктом окисления метана. Однако он более токсичен, чем этиловый спирт. То же касается и токсичности формальдегида, получаемого из метилового спирта. Формальдегид более токсичен, чем ацетальдегид.[63]

1.3.5 Пути проникновения в организм

Основной риск абсорбции приходится на контакт с кожей: почти все ароматические амины растворимы в липидах. Эта специфическая опасность тем более важна, что на производстве ее часто недооценивают. Помимо абсорбции через кожу существует риск попадания этих веществ в организм через дыхательные пути. Это может происходить при вдыхании паров - несмотря на то, что большинство ароматических аминов имеет низкую летучесть при комнатной температуре. Особенно опасны в этом отношении соли аминов, например сульфаты и хлоргидраты, которые имеют очень низкую летучесть и растворимость в липидах. С практической точки зрения при контакте с ними риск профессиональных заболеваний ниже, но, их общая токсичность такая же, как у соответствующих аминов, и поэтому вдыхание пыли этих солей и даже контакт с кожей должны считаться опасными.

Потенциальную опасность представляет проникновение через пищеварительный тракт, в случае невыполнения соответствующих санитарных норм, или несоблюдения персоналом правил личной гигиены. Примерами возможных способов попадания аминов в организм могут служить загрязнение пищи или курение с грязными руками[47].

Многие из ароматических аминов горючи и представляют пожарную опасность. Продукты их горения могут обладать высокой токсичностью. Основная опасность промышленного применения анилина состоит в легкости его всасывания, как через дыхательные пути, так и через кожу

Амины подвергаются процессу метаболизации в организме. Обычно активные химические соединения являются метаболитами; некоторые из них стимулируют развитие метгемоглобинемии, а другие являются канцерогенами.

Эти метаболиты, как правило, имеют форму гидроксиламинов (R-NHOH), преобразуясь в процессе детоксикации в аминофенолы (), выделение которых дает возможность оценки степени загрязнения, если уровень воздействия был достаточно сильным и обеспечивал возможность их обнаружения.[64.65]

Острое отравление обычно является результатом угнетения функции гемоглобина вследствие образования метгемоглобина; это ведет к состоянию, называющемуся метгемоглобинемией. Метгемоглобинемия чаще связывается с ароматическими аминами, в структуре которых содержится одно кольцо.

Потребление этилового спирта способствует и усугубляет острое отравление метгемоглобином. После тяжелого отравления может быть обнаружен гемолиз эритроцитов, который сопровождается процессом регенерации, о чем свидетельствует присутствие ретикулоцитов.

1.3.6 Токсичность некоторых нитро- и аминоароматических соединений

Раковые образования были описаны как "рак красителей", но последующие исследования показали, что причины их возникновения кроются в сырье, причем главная из них - анилин. Тогда они получили название "анилинового рака". Позже, когда стали доступны более глубокие исследования, под подозрение попали также и бензидин.

В некоторых случаях лабораторные исследования приводят к выявлению человеческих канцерогенов, как это случилось с 4-аминодифенилом. Сначала была доказана его канцерогенность для животных (рак печени), после чего прояснилась причина множества случаев возникновения рака мочевого пузыря у людей.

Из-за своего щелочной природы некоторые амины, особенно первичные, представляют прямой риск дерматита. Многие ароматические амины могут вызывать аллергический дерматит, типа "чувствительности к парааминам" (п-аминофенолу и особенно п-фенилендиамину). Возможна также комбинированная чувствительность.

Некоторые диамины, например, толуэндиамин и диаминодифенилметан, в опытах на животных обнаружили сильные гепатотоксические свойства, однако данные о серьезных поражениях печени в результате инцидентов на производстве отсутствуют. Тем не менее, в 1966 году сообщалось о 84 случаях токсической желтухи, причиной которой был хлеб, выпеченный из загрязненной 4,4 '-диаминодифенилэтаном муки, а также о случаях токсического гепатита после отравления на производстве.[78]

Аминофенолы И о-,и п-изомеры аминофенола, которые представляют собой прозрачные твердые вещества с низкой летучестью, плохо абсорбируются через кожу, хотя и могут вызывать повышенную чувствительность кожи и дерматиты, которые, похоже, являются самой серьезной опасностью их промышленного применения.

Хотя оба изомера могут стать причиной тяжелой и даже опасной для жизни метгемоглобинемии, такое редко случается на производстве, поскольку физические свойства этих веществ таковы, что они плохо абсорбируются организмом.

П-аминофенол - главный метаболит этого анилина у человека; он выделяется с мочой в связанной форме. Кроме того, сообщалось о случаях бронхиальной астмы, вызванной орто- изомером[80].

П-хлороанилин является мощным формирователем метгемоглобина и раздражителем слизистой оболочки глаз. Опыты на животных не выявили его канцерогенности. 4,4'-метилен-бис (2-хлоранилин) или МбХА, может попадать в организм в результате контакта с пылью и вдыхания дыма; в промышленности же велика вероятность его абсорбции и через кожу. Лабораторные исследования показали, что МбХА или его метаболиты могут вызывать генетические нарушения у различных видов организмов. Кроме того, его длительное подкожное введение вызывало у крыс опухоли печени и легких. Поэтому МбХА считается канцерогеном для животных и возможным канцерогеном для человека.

Н, Н-диэтиланилин и Н, Н-диметиланилин легко абсорбируются через кожу, но отравление может также происходить путем вдыхания паров. Они действуют на организм человека примерно так же, как анилин.

Нитроанилины. Из трех мононитроанилинов, наибольшее значение имеет п-нитроанилин. Все они используются как промежуточные звенья в производстве красителей, хотя о-и м-изомеры в небольших количествах. П-нитроанилин легко впитывается через кожу, а также в результате вдыхания паров или пыли. Он вызывает интенсивное образование метгемоглобина и, предполагается, что в тяжелых случаях может стать причиной гемолиза и даже поражения печени. Сообщалось о случаях отравления и цианоза в результате уборки пролитой жидкости. Хлоронитроанилины также являются мощными формирователями метгемоглобина, вызывая гемолиз, и гепатотоксию. Они могут стать причиной дерматита и повышенной чувствительности.[64-65]

П-нитрозо-Н, Н-диметиланилин является первичным раздражителем кожи и вызывает развитие повышенной чувствительности, а также является распространенной причиной дерматита. Хотя иногда рабочие, у которых развился дерматит, могут впоследствии работать с этим соединением без всяких проблем, большинство при повторном соприкосновении получают тяжелые повреждения кожи, и поэтому разумно было бы переводить их на другую работу, чтобы избежать возможного контакта.

5 -хлор-о-толуидин хорошо абсорбируется кожей или через дыхательные пути.

Хотя само это вещество (и некоторые из его изомеров) могут вызывать образование метгемоглобина, наиболее сильно проявляется его раздражающее действие на мочевыводящие пути, в результате чего развивается геморрагический цистит, характеризующийся болезненной гематурией и частым мочеиспусканием.

Появлению признаков цистита может предшествовать микроскопическая гематурия, но никакой канцерогенной опасности этого соединения для человека не обнаружено. Тем не менее, лабораторные исследования вызвали подозрения в онкогенности других изомеров для некоторых видов животных.

Доказано, что бензидин является канцерогеном, производство и промышленное применение которого привело к многочисленным случаям папилломы и карциномы мочевыводящих путей. На некоторых производствах заболели более 20% рабочих.

Недавние исследования показали, что бензидин может повышать вероятность образования и других форм раковых опухолей, но этот факт еще не является общепризнанным. Наиболее распространенный путь попадания бензидина в организм человека - абсорбция через кожу, однако нельзя исключать опасности вдыхания паров и мелких твердых частиц. Канцерогенное действие бензидина было установлено в результате анализа множества случаев опухоли мочевого пузыря у подвергнувшихся воздействию этого соединения рабочих, и в результате опытов на животных.[79]

3,3'-дихлорбензидин - вероятный канцероген для человека. Это заключение основано на статистически данных о значительном увеличении случаев развития опухолей у крыс, мышей и собак, а также на положительных данных относительно его вредного воздействия на ДНК. Структурное сходство с бензидином, известным сильным человеческим канцерогеном, который вызывает опухоли мочевого пузыря, повышает вероятность того, что и 3,3'-дихлоробензидин является канцерогеном для человека[79-81].

Диамино-4,40-диаминодифенилметан. Самым наглядным примером токсичности этого соединения может считаться случай, когда 84 человека получили токсический гепатит, съев хлеб, испеченный из загрязненной этим веществом муки. В других случаях гепатит развивался после абсорбции через кожу больших количеств этого соединения. Он может также вызывать аллергический дерматит. Эксперименты с животными показали, что его можно считать потенциальным канцерогеном, однако окончательные выводы еще не сделаны. Доказано, что производные диаминодифенилметана являются канцерогенами для лабораторных животных.

Диметиламиноазобензол. В результате активного исследования метаболизма ДАБ было установлено, что этот процесс включает в себя восстановление, разрыв связи с азогруппой, деметилирование, гидроксилирование кольца, Н-гидроксилирование, Н-ацетилирование, связывание протеина и кислот.

После активации ДАБ обнаруживал мутагенные свойства. Он оказывал канцерогенное действие на крыс и мышей (карцинома печени), а при попадании через пищеварительный тракт вызывал карциному мочевого пузыря у собак. Единственным зафиксированным проявлением его вредного воздействия на человека является дерматит у имевших с ним контакт рабочих. Дифениламин. Это вещество может вызывать легкое раздражение. Похоже, его промышленное использование не представляет опасности, однако в процессе его производства может образовываться в качестве примеси сильный канцероген 4-аминодифенил. Он может в значительных концентрациях присутствовать в дегте, получаемом путем дистилляции, и вызывать рак мочевого пузыря. Несмотря на то, что современные технологические процессы позволяют существенно снизить количество примесей в конечном продукте, необходимо принимать соответствующие меры для предотвращения возможного контакта с ним. .[82]

Нафтиламины существуют в двух изомерных формах,и. абсорбируется через кожу и органы дыхания. Попадание на кожу или в глаза может привести к ожогам. Промышленное применение не вызывает острого отравления, но длительное воздействие присутствующего на рабочем месте этого вещества явилось причиной множества случаев папилломы и карциномы мочевого пузыря. Возможно, эти опухоли явились результатом значительной примеси. Теперь это представляет чисто академический интерес, поскольку в настоящее время доступенсо значительно сниженной примесью.

- известный человеческий канцероген, вызывающий рак мочевого пузыря. Острое отравление им приводит к метгемоглобинемии или острому геморрагическому циститу. Одно время это соединение широко применялось как промежуточное звено при производстве красителей и антиоксидантов, но в настоящее время его производство и применение запрещено почти во всем мире, и оно считается слишком опасным, чтобы при обращении с ним пренебрегать мерами защиты. Оно легко абсорбируется через кожу и дыхательные пути. Из-за высокой канцерогенности вопрос об острых отравлениях им не возникает.

Фенилендиамины. Существуют различные изомерные формы фенилендиаминов, но только м- и п-изомеры имеют промышленное значение. Хотя п-фенилендиамин может вызывать образование метгемоглобина, неизвестны случаи метгемоглобинемии в результате отравления на производстве. п-фенилендиамин печально известен своей способностью сенсибилизации кожи и дыхательных путей.

Регулярный контакт с кожей может привести к дерматиту. Также сообщалось о случаях появления прыщей и лейкодермы. Существовавшая раньше проблема "мехового дерматита" теперь отошла на второй план вследствие усовершенствования процесса окраски меха, при котором были удалены все следы п-фенилендиамина.

Точно так же астма, раньше весьма распространенная среди рабочих, занятых на окраске меха, теперь - после усовершенствования контроля над загрязняющей воздух пылью встречается относительно редко. Экспериментальные исследования показали, что канцерогенное действие фенилендиаминов и их производных (например, Н-фенил или 4- или 2-нитрофенил) в настоящее время либо слабо выражено, либо не доказано, либо отсутствует вовсе. Проверенные производные, в состав которых входил хлор, были признаны потенциально канцерогенными для животных.[79-81]

В прошлом большое беспокойство вызывали канцерогенные свойства промышленных смесей из-за присутствия в них , примесь которого была обнаружена в больших количествах (от десятков до сотен ) в некоторых использовавшихся ранее составах, а также из-за открытия, что , хотя и в бесконечно малых количествах, является продуктом метаболизма Н-фенил-2-нафтиламина.

Экспериментальные исследования указывают на его потенциальную канцерогенность для животных, но окончательные выводы еще не сделаны, и степень значимости результатов метаболизма еще не известна. Эпидемиологические исследования большого количества людей работающих в разных условиях, не выявили существенного увеличения заболеваемости раком у рабочих, подверженных действию этих соединений.

В настоящее время содержание в конечных продуктах очень низко - менее , а нередко и . Сейчас не представляется возможным сделать какие-либо заключения относительно истинной опасности возникновения раковых заболеваний, и по этой причине следует принимать все возможные меры безопасности, включая устранение подозрительных примесей и технические меры защиты при производстве и использовании этих соединений.[82-83]

Толуидин существует в трех изомерных формах, но только о- и п- изомеры имеют промышленное значение. о-толуидин и п-толуидин легко абсорбируются через кожу, а также при вдыхании паров и пыли. Они являются мощными формирователями метгемоголобина, и острое отравление ими может сопровождаться микро- или макроскопической гематурией, но они гораздо меньше раздражают мочевой пузырь, чем 5 -хлор-о-толуидин.

Существуют веские доказательства их канцерогенности для животных, и поэтому о-толуидин и п-толуидин относятся группе возможных человеческих канцерогенов.

Толуолдиамины. Среди шести изомеров толуолдиамина наиболее часто встречается 2,4-толуолдиамин, который составляет 80 % промежуточного продукта в производстве диизоцианата толуола; остальные 20 % приходятся на 2,6- изомер, который является одним из основных материалов для получения полиуретанов. На это соединение обратили внимание после обнаружения его канцерогенного действия на лабораторных животных. Данные о его влиянии на людей отсутствуют.

Ксилидины. Результаты экспериментов на животных указывают, что они, прежде всего, действуют на печень, а затем на кровь.

Азокрасители. В целом группа азокрасителей обладает относительно низкой общей токсичностью. Многие из их имеют оральный (смертельная доза) более 1 г/кг для крыс и мышей, а грызуны в лабораторных условиях получали в течение всей жизни более 1г испытуемого соединения на 1 кг пищи. Некоторые из азокрасителей могут вызывать дерматиты, но, как правило, средней тяжести; на практике очень сложно определить, вызвано ли кожное заболевание самим красителем, или сопутствующими материалами. Все возрастающее внимание уделяется канцерогенным свойствам азокрасителей. Хотя эпидемиологические исследования пока еще редки, уже накопились данные от долговременных наблюдений, подтверждающие, что некоторые азокрасители являются канцерогенами для лабораторных животных. Главным объектом таких исследований является печень; за ней следует мочевой пузырь. В некоторых случаях исследуется и кишечник. Тем не менее, достаточно проблематично экстраполировать эти результаты на людей.

Большинство канцерогенных азокрасителей являются не прямыми канцерогенами, а пред-канцерогенными веществами. То есть для того, чтобы стать настоящими канцерогенами, они должны в результате естественной метаболической активации превратиться в ближайшие канцерогенные вещества. Например, метиламиноазобензол сначала подвергается Н-гидроксилированию и Н-деметилированию в аминогруппе, а затем происходит сернокислое соединение с производной Н-гидроксида, в результате чего образуется настоящий канцероген, вступающий в реакцию с нуклеиновой кислотой.

Следует отметить, что бензидин-производные диазокрасителей могут в результате обычных обменных процессов в организме человека преобразовываться в высоко канцерогенный бензидин. В теле человека в естественных условиях или в результате действия кишечных бактерий восстанавливаются две азогруппы, в результате чего образуется бензидин. Поэтому азокрасители требуют осторожного обращения.

Таблица 3. Токсичность некоторых нитро- и аминоароматических соединений

Ароматические амины ArNR1R2, R1, R2 = H, алкил, арил (бесцветные высококипящие жидкости или твердые вещества со специфическими запахами)
Токсическое действие. Наиболее характерным проявлением токсического действия ароматических аминов является избирательное поражение красной крови. Ключевым механизмом этого процесса является окисление гемоглобина (Hb) с переходом железа в трехвалентное состояние и образованием метгемоглобина (MtHb), в результате чего уменьшается способность гемоглобина переносить кислород к тканям и органам организма, развивается гипоксия. При содержании MtHb в крови на уровне 50 % и выше возникает реальная угроза жизни. Наряду с MtHb при интоксикации ароматическими аминами в крови появляется сульфгемоглобин (SfHb), который, в отличие от MtHb, легко восстанавливающегося в организме за счет редуктазных ферментных систем в гемоглобине, представляет собой необратимое производное Hb. Наличие в крови SfHb резко усиливает цианоз, поскольку он в 3 раза темнее, чем MtHb. При отравлении также происходит разрушение эритроцитов, следствием чего является развитие гемолитической анемии. Наряду с избирательным поражением красной крови соединения данной группы вызывают расстройства ЦНС, которые в условиях острого отравления реализуются по типу синдрома гипотонического возбуждения. Возможно также поражение печени, почек, хотя в общем избирательной гепато- и нефротоксичностью соединения не обладают, за исключением отдельных веществ, к которым относится 4-(ацетиламино)фенол (парацетамол), обладающий специфическим гепатотоскическим эффектом. Некоторые алкоксипроизводные, такие как анизидины, фенетидины, известны как почечные яды. Наиболее агрессивным по этому признаку является п-ацетилфенетидин (фенацетин), вызывающий фенацетиновый нефрит с возможным исходом в сморщенную почку. Отдельные производные проявляют канцерогенную активность. Они вызывают новообразования со специфической для ароматических аминов локализацией, а именно -- опухоли мочевого пузыря. К бластомогенам такой природы относится бензидин и его производные, а также о-толуидин.
Анилин Фениламин, аминобензол C6H5NH2 (бесцветная жидкость с характерным запахом, темнеющая на свету и на воздухе)
Токсическое действие. Является метгемоглобинообразователем. Повреждает красную кровь, приводит к гемолитической анемии регенераторного типа со снижением кислородной емкости крови и развитию гемической гипоксии. Оказывает влияние на ЦНС. Острое отравление. Острое отравление развивается при поступлении вещества с вдыхаемым воздухом, через кожу и внутрь. Смертельные дозы при приеме внутрь варьируют от 1 до 30 г. Характерными признаками острого отравления являются цианоз, бурый цвет крови, выраженность которых пропорциональна тяжести отравления. Цианоз особенно резко проявляется на деснах, губах, ушах, кончике носа, несколько менее заметен на пальцах рук и ног. Цианоз проявляется при содержании MtHb в крови в концентрации 15 % и более. При уровне MtHb 20-30 % его исчезновение из крови происходит в течение 1-3 дней без врачебного вмешательства. Наличие в крови MtHb свыше 40 % грозит летальным исходом и требует активных лечебных мер. Острое отравление характеризуется изменениями центральной и вегетативной нервных систем, включающими головную боль, головокружение, иногда потерю сознания, одышку, тахикардию, падение артериального давления, эйфорию («анилиновое опьянение»), тошноту, рвоту. Описаны случаи острой сердечной недостаточности, а также коматозного состояния с нарушением ритма дыхания. Для тяжелых форм отравления характерны увеличение и болезненность печени, гемоглобинурия. Может развиваться почечно-печеночная недостаточность с явлениями олигурии, альбуминурии, азотемии. Хроническое отравление. Наиболее характерными признаками служат изменение красной крови типа анемии. Признаки поражения аналогичны таковым при остром отравлении, но менее выражены.
2-Хлоранилин, о-Хлоранилин (бесцветная жидкость, темнеющая на воздухе)
Токсическое действие. Вызывает образование метгемоглобина. В последующем развивается гемолитическая анемия регенераторного типа и гемическая гипоксия. Поражает ЦНС, печень, почки, селезенку и сердечно-сосудистую систему. Легко проникает через неповрежденную кожу. По степени токсичности вещество близко к анилину.
4-Хлоранилин, п-Хлоранилин, (белое кристаллическое вещество)
Токсическое действие. Вызывает образование метгемоглобина. Поражает ЦНС, печень, почки, селезенку и сердечно-сосудистую систему. Легко проникает через неповрежденную кожу. По токсичности превосходит анилин. Острое отравление. У рабочих, подвергающихся воздействию вещества, выявляется цианоз. Известны случаи тяжелого отравления вследствие всасывания через кожу рук. Симптомами отравления являются головная боль, головокружение, шум в ушах, загрудинные боли, цианоз губ и ногтей, одышка.
о-Нитроанилин (желтое кристаллическое вещество)
Токсическое действие. Практически лишен гемотоксической активности. Оказывает повреждающее действие на печень. Не проникает через неповрежденную кожу. Местное действие. Оказывает слабое раздражающее действие на кожу. Раздражает кожу век и слизистую глаз.
м, п- Нитроанилин (желтое кристаллическое вещество)
Токсическое действие. Чрезвычайно активный метгемоглобинообразователь. Существует опасность отравления веществом при всасывании через кожу. [64,65]

2. Результаты и обсуждения

2.1 Акустическое воздействие на бинарную систему и селективное восстановление динитроарен

В настоящее время для интенсификации и повышения эффективности протекания химических реакций, приводящих к ценным органическим продуктам, используют различные подходы, включая гомо- и гетерогенный, межфазный, мицеллярный катализ, инициаторы, ультрафиолетовое излучение, высокое давление и многие другие физические воздействия.

В последние годы достигнуты большие успехи в создании разных конструкций эффективных генераторов ультразвука, в связи с чем наблюдается повышенный интерес к использованию ультразвукового излучения для интенсификации различных химических реакций.

Целью данной работы является исследование влияния ультразвука на скорость и селективность протекания некоторых реакций, лежащих в основе синтеза практически ценных соединений, с целью их интенсификации и повышения эффективности.

Процессы получения ароматических соединений, содержащих одновременно нитро- и аминогруппы, в том числе нитроанилинов, представляют как теоретический, так и практический интерес.

Этот класс ароматических соединений включает в себя большой ряд практически ценных продуктов моногоцелевого назначения. Они используются при получении лекарств [70], красителей [71,72] и др.. Кроме того, отработка эффективных методов синтеза соединений, содержащих подобные разнообразные функции (нитро-, аминогруппа, галогены и др.) является весьма актуальной для современного органического синтеза, поскольку служит базисом для инструментария при получении широких рядов заданных структур и их модификации.

На сегодняшний день для синтеза нитроанилинов используется целый набор методов.

Разработка новых, доступных и перспективных методов синтеза органических соединений, является очень актуальной, и широко востребованной задачей.

В этой связи, перед химиками-синтетиками встает вопрос о минимизации операционного времени синтеза, повышении выхода целевых продуктов, снижения количества отходов, вследствие повторного использования агентов реакции, а значит ресурсосберегающего и экологически безопасного способа проведения синтеза, а также возможности целенаправленного управления химическим процессом.

Одним из вариантов, обеспечивающих развитие данного подхода, является восстановление нитроароматических соединений в бинарных системах под действием ультразвуковых волн.

Механизм протекания звукохимической реакции была рассмотрена в 1985.

В этой теории рассматривается двойной электрический слой на поверхности расщепляющегося кавитационного пузырька. Показано, что при его расщеплении образуется некомпенсированный электрический заряд Q, который зависит от радиуса шейки (г) образующегося пузырька, дзета-потенциал а, частоты и амплитуды акустических колебаний, электропроводности жидкости и т.д. При отрыве осколочного пузырька некомпенсируемый заряд локализуется на малой площадке радиуса r. Напряженность возникающего электрического поля Eн=Q/2??₀r² (?₀- диэлектрическая проницаемость газа), для обычных экспериментальных параметров Eн ?10⁸-10¹¹В/м. T.к. критическая напряженность для электрического пробоя в сухом воздухе при атмосферном давлении Eкr = 3·106 В/м, а Екр пропорциональна давлению газа, электрический заряд в кавитационном пузырьке может образовываться с высокой вероятностью даже при давлениях, значительно превышающих атмосферное.

Хим. реакция, возникающая в жидкости под действием звукохимической реакции, подразделяется на окислительно-восстановительной реакции, протекающие в водных растворах между растворенными веществами и продуктами разложения молекул воды внутри кавитационного пузырька (H, ОН, H₂, H₂O₂), напр.:Fe²⁺+OH^-=Fe⁺³+OH^- [84].

Из ранее проведенных на кафедре органической и биологической химии ЯрГУ им. П.Г. Демидова работ, следует, что одним из перспективных восстанавливающих агентов являются соли металлов переменной степени окисления. Однако, также отмечались и недостатки этого метода: сложность выделения целевых продуктов реакции, а также в ряде случаев при восстановлении замещенных динитробензолов наблюдается низкая селективность процесса.

Поэтому, для устранения этих недостатков был предложен новый метод восстановления нитроаренов, заключающийся в проведении реакции в спиртах, не смешивающихся с водой под действием ультразвука.

В данной системе реакционная масса переходит из бинарного в гомофазное состояние, позволяя тем самым увеличить выход продукта (скорость реакции в гомогенной среде выше, чем в гетерогенной, т.к. увеличивается площадь взаимодействия агентов реакции), а при прекращении воздействия ультразвука вновь расслаивалась на две фракции, позволяя разделить компоненты реакции. Таким образом, достоинства данной методики заключается в уменьшении операционного времени процесса как за счет уменьшения времени самого процесса восстановления, так и упрощения выделения продуктов реакции.

Отсутствие экстракции - неотъемлемой стадии при восстановлении в обычных условиях без использования ультразвука позволит избежать проблем связанных с выделением продукта реакции из-за низкой растворимости его в хлороформе, а также позволяет экономить время и реактивы.

Возможность регенерации продуктов этой реакции (восстановление металла под действием электрического тока) уменьшает количество отходов, тем самым позволяет экономить ресурсы.

Важной особенностью этой системы - изобутиловый спирт, практически не растворим в воде(растворимость изобутанола по данным справочника составляет 9,5% при 18°C), важно было подобрать тот агент (металл), соль которого растворялась лишь только в водной фракции. Им оказался сульфат железа (II).

Использование других восстанавливающих агентов, таких как хлорид титана(III), хлорид олова (II), растворимых как в воде, так и в спирте, оказалось невозможным, так как вызывает загрязнение продукта, из-за трудности его выделения из реакционной массы. Регенерацию железа лучше всего осуществлять электрохимическим методом. Этот способ позволяет вернуть в цикл практически все железо.

Данная методика позволяет восстанавливать одну две и несколько нитрогрупп в замещенных нитроаренах с высоким выходом - до 95% и отсутствием побочных продуктов.

Мы предлагаем использовать данный способ для селективного восстановления полинитроароматических соединений. Методика была отработана для 2,4-динихлорбензоле и, в дальнейшем, проведена на ряде веществ с использованием свежеприготовленного сульфата железа (II) и изобутилового спирта. Как известно, с увеличением длины углеводородного ряда спирта, селективность такого растворителя увеличивается.

Процесс селективного восстановления схематично представлен на рис 1.



Рис.1.Схема проведения селективного восстановления динитроарена.

Полученные результаты мы сравнили с селективным восстановлением с помощью солей металлов переменной валентности без применения ультразвука. В приведенной ниже таблице приводятся данные селективного восстановления 2,4-динитрохлорбензола в метаноле по старой схеме, приведенной в приложении (схема №1), и по новой методике с использованием ультразвуковых волн и, применение в качестве растворителя, изобутилового спирта.

Таблица .4. Сравнение выхода продукта

Метанол
Выход + исходный,%	Количество исходного, %	Выход ортоизомеров, %	Выход паразомеров, %	Пара/орто, метаизомеры
(TiCl3) 91,8	54,17	18,89	21,01	0,9
(SnCl2) 97	57,4	8,5	34,1	0,25
Изобутанол + ультразвук
(FeSO4) 99,94	29,08	75,5	-	-

Как видно из приведенных данных в таблице, в реакциях с участием в качестве восстанавливающего агента хлорида титана(III) и хлорид олова(II) мы наблюдаем низкий выход как орто- так и пара- изомеров, а также высокое содержание исходного продукта. Все это свидетельствует о неприменимости данных металлов переменной валентности в системе селективного восстановление динитроаренов.

Синтез, протекающий в условии ультразвука, с использованием в качестве восстановителя сульфат железа(II), характеризуется высоким выходом орто-изомера, а также отсутствием других изомерных форм восстановления.

Восстановление одной нитрогруппы именно в орто- положении 2,4-динитрохлорбензола свидетельствует о узкой специфичности предложенных условий протекания селективного восстановления нитроароматических соединений.

Для анализа полученных продуктов реакций восстановления мы использовали газожидкостную хроматографию. Этот метод позволяет анализировать состав смеси продуктов синтеза без их предварительного разделения.

Из приведенной выше диаграммы видно, что пик орто-изомера выявлен на 15 минуте. Площадь под пиком равна 70,86 % -что соответствует процентному содержанию целевого продукта в реакционной массе. Пик исходного вещества выявлен на 12 минуте, площадь под пиком составила 29,08%- это процентное содержание исходного компонента.

Если сравнить полученные результаты, обнаруживается одно из достоинств данной методики - крайне малое содержание исходных продуктов реакции.

Если при селективном восстановлении динитроарен в метаноле содержание субстрата реакции 54,17% при использовании в качестве восстановителя TiCl₃ и 57,4% при использовании SnCl_2.

1. Диаграмма. Газожидкостная хроматография 2,4-динитротолуола

№	Время, мин	Компонент	Высота, мв	Площадь, мв*мин	Высота,%	Площадь, %	Ширина, сек
1	9,93		0,198	0,0269	0,0323	0,0134	8,80
2	12,24	2,4-динитротолуол	199,303	58,5060	32,5818	29,0761	34,16
3	15,01		0,138	0,0239	0,0226	0,0119	11,52
4	15,62	2-амино-4-нитротолуол	411,805	142,5876	67,3215	70,8626	25,72
5	18,47		0,255	0,0724	0,0418	0,0360	11,96
			611,699	201,2168	100,0000	100,0000

2. Диаграмма. Газожидкостная хроматография для 2,4-динитрохлорбензола

№	Время мин	Детектор	Компонент	Высота, мв	Площадь, мв*мин	Высота, %	Площадь, %	Ширина, сек
1	2,24	ПИД-2	2,4-динитрохлорбензол	366,597	12,1207	23,2610	24,5449	4,16
2	2,33	ПИД-2	2,4-диаминохлорбензол	343,245	11,4837	21,7793	75,4127	1,88
3	2,45	ПИД-2	4-хлор-3-нитроанилин	329,135	11,5531	20,8840	75,5360	2,60

Из приведенной выше диаграммы видно, что методика селективного восстановления полинитросоединений в бинарных системах под действием ультразвуковых волн, позволяет синтезировать продукты без отсутствия изомерных смесей продуктов, а так же обеспечивает высокий выход продуктов реакций. На 2,45 мин. детектор обнаружил продукт 4-хлор-3нитроанилин с выходом 75,5% .Процентное содержание субстрата реакций остается также на низком уровне: 23,54 % .

На диаграмме так же присутствует соединение полного восстановления динитросоединения до диамина с целью выявлении закономерностей изменения токсичности исходных субстратов и их продуктов.

Таблица 5. Таблица полученных результатов.

Вещество	Условия	Восстан. агент	Выход
			Исходный продукт,%	Орто-изомеры, %	Пара-изомеры, %	Орто/пара-изомеры, %
2,4-динитро-хлорбензол	Метанол	TiCl3	54,17	18,89	21,01	0,9
	Метанол	SnCl2	57,4	8,5	34,1	0,25
	Изобутанол+ ультразвук	FeSO4	24,5	75,4	-	-
2,4-динитро-толуол	Изобутанол+ ультразвук	FeSO4	29,08	70,86	-	-

Акустическое воздействие оказало значительное влияние на скорость и направление протекания реакций, снизило общее операционное время проведения синтеза, повысив выход целевого продукта. Многие реакции, осуществляемые с применением ультразвуковых волн, могут проходить при пониженных температурах. Ультразвук способен понижать энергию активации, тем самым являясь катализатором процесса, а, в отсутствие акустического воздействия, система не может быть использована в операционных целях.

В данной работе применение ультразвукового излучения позволило повысить селективность протекания химических процессов.

Исследования продолжились в токсикологическом опыте с использованием тест-объектов.

2.2 Токсикологический эксперимент

Основная задача любого токсикологического опыта - определение максимальной недействующей (или безвредной, пороговой, неэффективной) концентрации веществ, при которой не обнаруживается изменений в организмах. При проведении опытов с различными тест-объектами (рыбами, беспозвоночными и т.д.) устанавливают безвредную концентрацию вещества для наиболее чувствительного организма, которая служит отправной точкой для определения допустимой концентрации этого вещества.

Тест-организмы - это высокочувствительные организмы, широко представленные в определенных географических зонах, доступные для сбора, удобные для содержания и культивирования в лаборатории и хорошо изученные.

В качестве объектов исследования для данной дипломной работы были выбраны соединения - нитроароматические соединения и их производные аминоароматические соединения, поскольку эти соединения находят очень широкое применение, однако их биологическое действие еще недостаточно изучено. Поэтому изучение токсичности данных соединений является актуальной задачей. Для оценки степени токсичности выбранных соединений и проведения токсикологического эксперимента нами были выбраны в качестве тест-объектов рачки Ceriodaphnia affinis и смешанная культура водорослей (Chlorella vulgaris и Scenedesmus quadricauda).

Таблица 6. Структурные формулы и названия исследуемых соединений.

№ п/п	Название соединения	Структурная формула
1	4-Хлорнитробензол
2	4-хлорнитроанилин
3	4-хлор-3-нитроанилин
4	2,4-динитрохлорбензол
5	2,4-диаминохлорбензол
6	2-хлор-4-нитроанилин

У всех веществ во втором и четвертом положении находятся функциональные группы - амино- и нитрогруппы. Данные функциональные группы обладает сильным электронстягивающим эффектом, что приводит к изменению электронной структуры и свойств (физических, химических и токсических) исследуемых соединений. Следовательно, при рассмотрении токсичности нитро и аминоароматических, нас в первую очередь будет интересовать вопрос о влиянии количества заместителей и их местоположения на токсические свойства исследуемых веществ.

Для оценки степени токсичности и проведения токсикологического эксперимента нами были выбраны в качестве тест-объекта рачки Ceriodaphnia affinis.

2.2.1 Экспериментальные данные по биологической активности амино- и динитроарен

2.2.1.1 Эксперимент на цериодафниях

Для исследуемого ряда химических соединений проводили токсикологический эксперимент на Ceriodaphnia affinis. Острый опыт ставили из пяти концентраций, в течение 48 часов, в трех повторностях для каждой концентрации и в условиях, описанных в методике [54, 55, 57]. Для контроля использовали отстоянную воду с растворителем (ДHФА), коэффициент разбавления тот же, что и в опыте. Модельные (рабочие) растворы готовились на отстоянной - культивационной(биологинизированной) воде путем разбавления основного(маточного) раствора в 2ⁿраз, где n=1(100; 50; 25; 12,5; 6,25; 3; 1,5).

Через двое суток проводили подсчет выживших особей в контрольном и опытных вариантах для каждой концентрации. Результаты опытов отражены в таблице 7:

Таблица 7. Результаты эксперимента на Ceriodaphnia affinis.

Соединение	Концентрация, мг/л	Число выживших особей		L,%	LC50, мг/л
		N1	N2	N3
1	100	0	1	0	0,33	94,5	25,87
	50	2	3	2	2,33	61,17
	25	4	3	3	3,33	44,5
	12,5	5	6	5	5,33	11,73
	6,25	6	6	5	5,67	5,5
	Контроль	6	6	6	6	0,0
2	25	1	2	1	1,33	77,83	15,27
	12,5	4	3	4	3,67	38,83
	6,25	4	5	4	4,33	27,33
	3	5	6	5	5,33	11,73
	1,5	5	6	6	5,67	5,5
	Контроль	6	6	6	6	0,0
3	25	2	2	2	2	66,67	11,95
	12,5	2	3	3	2,67	55,5
	6,25	3	4	4	3,67	38,83
	3	4	4	4	4	33,33
	1,5	5	5	4	4,67	22,17
	Контроль	6	6	6	6	0,0
4	50	1	0	0	0,33	94,18	15,75
	25	2	1	1	1,33	76,54
	12,5	4	3	3	3,33	41,27
	6,25	5	5	6	5,33	6
	3	6	6	5	5,67	5,5
	Контроль	6	6	6	6	6
5	50	1	0	1	0,67	88,83	20,5
	25	2	3	2	2,33	61,17
	12,5	4	5	4	4,33	27,83
	6,25	6	6	5	5,67	5,5
	3	6	6	5	5,67	5,5
	Контроль	6	6	6	6	0,0
6	25	3	3	2	2,67	55,5	21,23
	12,5	4	4	3	3,67	38,83
	6,25	4	4	4	4	33,33
	3	5	4	4	4,33	27,83
	1,5	6	5	5	5,33	11,17
	Контроль	6	6	6	6	0,0

Таблица 8. Графики зависимости летальности от концентрации исследуемых веществ.

№ п/п	Графики	LC50, мг/л
1		4-хлоранилин 25,87 мг/л
2		4-хлорнитробензол 15.27 мг/л
3		Вещество 2,4-динитрохлорбензол 11,95 мг/л
4		2хлор,5нитроанилин 15.75 мг/л
5		Вещество 2,4-диаминохлорбензол 20,5 мг/л
6		Вещество 4хлор,3нитроанилин 21,23 мг/л

На основании данных таблицы 7 с помощью программы Microsoft Excel строили график зависимости летальности (L, %) дафний от концентрации исследуемых соединений (мг/л).

Для всех зависимостей была подобрана полиномиальная функция второй степени, с помощью которой, приняв y за 50 и учитывая области известных значений х, решали соответствующие уравнения и получили LC₅₀ за 48 часов в остром опыте для каждого исследуемого вещества. Значения LC₅₀ за 48 часов в остром опыте с Ceriodaphnia affinis для всех производных 2,4-динитрохлорбензола приведены ниже:

1) вещество (1) - 25,87 мг\л

2) вещество (2) - 15.27 мг\л

3) вещество (3) - 11,95 мг\л

4) вещество (4) - 15.75 мг\л

5) вещество (5) - 20,5 мг\л

6) вещество (6) - 21,23 мг\л

Таким образом видно, что при увеличении числа нитрогрупп токсичность вещества возрастает. Наиболее токсичным веществом представлен динитрохлорбензол - 11,95 мг/л, молекула которого содержит две нитрогруппы. С момента восстановления одной нитрогруппы, токсичность вещества падает. Наименьшую токсичность имеет вещество 4-хлораминобензол- 25,8 мг/л., молекула которого не содержит нитрогрупп.

Нитрогруппа, расположенная в п-положении обладает большей реакционной способностью, чем в м-положении. Этим можно объяснить, что у молекулы 2-хлор,5-нитроанилин токсичный эффект более ярко выражен, по сравнению с другими аминами.

Результаты биотестирования различных концентраций веществ показали, что выживаемость цериодафний увеличивается по мере разбавления растворов с токсикантами.

Для оценки токсичности воды использовали следующие критерии [85]:

1) гибель животных составляет более 50 % - вода является очень токсичной;

2) гибель животных составляет от 20 до 50 % - вода является токсичной;

3) гибель животных менее 20 % - тестируемая вода не является токсичной.

Согласно этой классификации, очень токсичной будет являться вода, которая содержит изучаемые вещества в концентрации выше LC_50, т.е. более 25,87 мг/л для вещества (1), более 15,27 мг/л для вещества (2), более 11,95 мг/л для вещества (3), более 15.75 мг/л для вещества (4), более 20,5 мг/л для вещества (5), более 21,23 мг/л для вещества(6).

Затем проводили статистическую обработку полученных данных с помощью формул для малых выборок. Вычисляли среднее число выживших рачков для каждой концентрации (X_ср), определяли отклонение каждого варианта от средней величины (X_i - X_ср), среднее квадратичное отклонение, ошибку среднего (m) и t-критерий Стьюдента (td).

Результаты статистической обработки полученных данных по соответствующим формулам представлены в таблице 9:

Таблица 9. Статистическая обработка результатов острого опыта на Ceriodaphnia affinis

Соединение	Концентрация, мг/л	Xср	?(Xi - Xср)2	?	m	Td
1	100	0,33	0,593	±0,544	±0,385	±15,254
	50	2,33	0,593	±0,544	±0,385	±13,254
	25	3,33	0,593	±0,544	±0,385	±12,254
	12,5	5,33	0,593	±0,544	±0,385	±10,254
	6,25	5,67	0,667	±0,577	±0,333	±12,348
	Контроль	6	0,000	±0,000	±0,000	±0,000
2	25	1,33	0,593	±0,544	±0,385	±9,699
	12,5	3,67	0,667	±0,577	±0,333	±14,348
	6,25	4,33	0,593	±0,544	±0,385	±11,254
	3	5,33	0,593	±0,544	±0,385	±10,254
	1,5	5,67	0,667	±0,577	±0,333	±12,348
	Контроль	6	0,000	±0,000	±0,000	±0,000
3	25	2	0,000	±0,000	±0,000	±4
	12,5	2,67	0,667	±0,577	±0,333	±15,348
	6,25	3,67	0,667	±0,577	±0,333	±14,348
	3	4	0,000	±0,000	±0,000	±2
	1,5	4,67	0,667	±0,577	±0,333	±13,348
	Контроль	6	0,000	±0,000	±0,000	±0,000
4	50	0,33	0,593	±0,544	±0,385	±15,254
	25	1,33	0,593	±0,544	±0,385	±14,254
	12,5	3,33	0,593	±0,544	±0,385	±12,254
	6,25	5,33	0,593	±0,544	±0,385	±10,254
	3	5,67	0,667	±0,577	±0,333	±12,348
	контроль	6	0,000	±0,000	±0,000	±0,000
5	50	0,67	0,667	±0,577	±0,333	±17,348
	25	2,33	0,593	±0,544	±0,385	±13,254
	12,5	4,33	0,593	±0,544	±0,385	±11,254
	6,25	5,67	0,667	±0,577	±0,333	±12,348
	3	5,67	0,667	±0,577	±0,333	±12,348
	контроль	6	0,000	±0,000	±0,000	±0,000
6	25	2,67	0,667	±0,577	±0,333	±15,348
	12,5	3,67	0,667	±0,577	±0,333	±14,348
	6,25	4	0,000	±0,000	±0,000	±2
	3	4,33	0,593	±0,544	±0,385	±11,254
	1,5	5,33	0,593	±0,544	±0,385	±10,254
	контроль	6	0,000	±0,000	±0,000	±0,000

Для данного исследования достаточна вероятность 0,95, которая соответствует уровню значимости 0,05. Число степеней свободы равно четырем (n_к + n_о - 2), t-критерий Стьюдента, найденный по таблице в соответствии с этими величинами, равен 2,78 [86].

Изучаемая концентрация оказывает токсическое действие на культуру Ceriodaphnia affinis в случае, если рассчитанные коэффициенты Стьюдента для каждой концентрации больше или равны 2,78.

2.2.1.2 Эксперимент на водорослях

Для исследуемого ряда химических соединений проводили токсикологический эксперимент на смешанной культуре Chlorella vulgaris и Scenedesmus quadricauda. Острый опыт ставили с шестью концентрациями, в течение 96 часов, в трех повторностях для каждой концентрации и в условиях, описанных в методике [54, 55, 57]. Для контроля использовали отстоянную воду с растворителем (ДМФА), коэффициент разбавления тот же, что и в опыте. Для всех веществ брали ряд концентраций 0,001; 0,01; 0,1; 1; 10; 100 мг/л, полученных путем приготовления серии последовательных десятикратных разбавлений.

Через четверо суток проводили подсчет выживших особей в контрольном и опытных вариантах для каждой концентрации. Результаты опытов отражены в таблице 10:

Таблица 10. Результаты эксперимента на смешанной культуре Chlorella vulgaris и Scenedesmus quadricauda.

Соединение	Концентрация, мг/л	Число клеток водорослей (*104), мл-1		L,%	LC50, мг/л
		N1	N2	N3
1	100	101	104	111	105,333	51,084	55,423
	10	137	143	146	142,000	34,056
	1	155	149	161	155,000	28,019
	0,1	188	190	185	187,667	12,848
	0,01	198	191	193	194,000	9,907
	0,001	206	210	199	205,000	4,799
	Контроль	215	220	211	215,333	0,000
2	100	68	59	56	61,000	62,346	25,251
	10	102	99	90	97,000	40,123
	1	115	121	109	115,000	29,012
	0,1	127	119	125	123,667	23,663
	0,01	130	139	135	134,667	16,872
	0,001	147	141	157	148,333	8,436
	Контроль	162	165	159	162,000	0,000
3	100	64	60	70	64,667	51,378	9,153
	10	78	80	82	80,000	39,850
	1	92	99	86	92,333	30,576
	0,1	101	95	90	95,333	28,321
	0,01	115	109	112	112,000	15,789
	0,001	120	117	125	120,667	9,273
	Контроль	134	128	137	133,000	0,000
4	100	76	68	62	68,667	71,429	19,948
	10	121	132	117	123,333	48,682
	1	156	168	161	161,667	32,732
	0,1	178	185	182	181,667	24,411
	0,01	198	206	189	197,667	17,753
	0,001	222	231	214	222,333	7,490
	Контроль	240	245	236	240,333	0,000
5	100	68	59	56	61,000	62,346	36,384
	10	115	121	109	115,000	29,012
	1	92	99	86	92,333	30,576
	0,1	178	185	182	181,667	24,411
	0,01	130	139	135	134,667	16,872
	0,001	206	210	199	205,000	4,799
	Контроль	162	165	159	162,000	0,000
6	100	101	104	111	105,333	51,084	41.674
	10	102	99	90	97,000	40,123
	1	156	168	161	161,667	32,732
	0,1	188	190	185	187,667	12,848
	0,01	198	191	193	194,000	9,907
	0,001	147	141	157	148,333	8,436
	Контроль	215	220	211	215,333	0,000

На основании данных таблицы 10 с помощью программы Microsoft Excel строили график, отражающий изменение численности клеток водорослей в зависимости от концентрации исследуемых соединений (мг/л). Графики отображены на рис. 2:

Рис. 2. Летальность смешанной культуры Chlorella vulgaris и Scenedesmus quadricauda при действии различных концентраций производных динитроароматических соединений(1)4-хлоранилин; 2)4-хлорнитробензол;3)2,4-динитрохлорбензол,4) 2хлор,5нитроанилин)

Рис. 3. Летальность смешанной культуры Chlorella vulgaris и Scenedesmus quadricauda при действии различных концентраций производных динитроароматических соединений.(1) 2,4-диаминохлорбензол, 2) 4,хлор3-нитроанилин)

На данных графиках показана зависимость токсичности от концентрации веществ в растворе, из которой видно, что с увеличением концентрации токсиканта уменьшается численность клеток водорослей.

С помощью линии тренда подбирали функцию, описывающую эти зависимости для каждого вещества. Для всех зависимостей была подобрана полиномиальная функция второй степени, с помощью которой, приняв y за 50 и учитывая области известных значений х, решали соответствующие уравнения и получили LC₅₀ за 96 часов в остром опыте для каждого исследуемого вещества. Значения LC₅₀ за 96 часов в остром опыте с культурой Chlorella vulgaris и Scenedesmus quadricauda для производных 2,4-динитрохлорбензола:

вещество (1) - 55,423 мг/л;

вещество (2) - 25,251 мг/л;

вещество (3) - 9,153 мг/л;

вещество (4) - 19,948 мг/л;

вещество (5) - 36,384 мг/л;

вещество (6) - 41.674 мг/л;

Таким образом видно, что при увеличении числа нитрогрупп токсичность вещества возрастает. Наиболее токсичным веществом представлен динитрохлорбензол -9,153 мг/л, молекула которого содержит две нитрогруппы.

С момента восстановления одной нитрогруппы, токсичность вещества падает. Наименьшую токсичность имеет вещество 4-хлораминобензол 55,423 мг/л., молекула которого не содержит нитрогрупп.

Нитрогруппа, расположенная в п-положении обладает большей реакционной способностью, чем в м-положении. Этим можно объяснить, что у молекулы 2-хлор,5-нитроанилин токсичный эффект более ярко выражен, по сравнению с другими аминами.

Затем проводили статистическую обработку полученных данных с помощью формул для малых выборок. Вычисляли среднюю численность клеток водорослей для каждой концентрации (X_ср), определяли отклонение каждого варианта от средней величины (X_i - X_ср), среднее квадратичное отклонение (s), ошибку среднего (m) и t-критерий Стьюдента (td). Результаты статистической обработки полученных данных по соответствующим формулам представлены в таблице 11:

Таблица 11. Статистическая обработка результатов острого опыта на смешанной культуре Chlorella vulgaris и Scenedesmus quadricauda

Соединение	Конц., мг/л	Xср (*104), мл-1	?(Xi - Xср)2	?	m	Td
1	100	105,333	52,667	±5,132	±2,963	±27,889
	10	142,000	42,000	±4,583	±2,646	±19,756
	1	155,000	72,000	±6,000	±3,464	±13,923
	0,1	187,667	12,667	±2,517	±1,453	±9,279
	0,01	194,000	26,000	±3,606	±2,082	±6,400
	0,001	205,000	62,000	±5,568	±3,215	±2,498
	Контроль	215,333	40,667	±4,509	±2,603	±0,000
2	100	61,000	78,000	±6,245	±3,606	±25,249
	10	97,000	78,000	±6,245	±3,606	±16,250
	1	115,000	72,000	±6,000	±3,464	±12,135
	0,1	123,667	34,667	±4,163	±2,404	±12,938
	0,01	134,667	40,667	±4,509	±2,603	±8,741
	0,001	148,333	130,667	±8,083	±4,667	±2,745
	Контроль	162,000	18,000	±3,000	±1,732	±0,000
3	100	67,667	50,667	±5,033	±2,906	±17,387
	10	80,000	8,000	±2,000	±1,155	±18,359
	1	92,333	84,667	±6,506	±3,757	±8,851
	0,1	95,333	60,667	±5,508	±3,180	±9,106
	0,01	112,000	18,000	±3,000	±1,732	±6,641
	0,001	120,667	32,667	±4,041	±2,333	±3,496
	Контроль	133,000	42,000	±4,583	±2,646	±0,000
4	100	68,667	98,667	±7,024	±4,055	±35,622
	10	123,333	120,667	±7,767	±4,485	±26,089
	1	161,667	72,667	±6,028	±3,480	±22,604
	0,1	181,667	24,667	±3,512	±2,028	±28,933
	0,01	197,667	144,667	±8,505	±4,910	±8,689
	0,001	222,333	144,667	±8,505	±4,910	±3,666
	Контроль	240,333	40,667	±4,509	±2,603	±0,000
5	100	61,000	78,000	±6,245	±3,606	±25,249
	10	115,000	72,000	±6,000	±3,464	±12,135
	1	92,333	84,667	±6,506	±3,757	±8,851
	0,1	181,667	24,667	±3,512	±2,028	±28,933
	0,01	134,667	40,667	±4,509	±2,603	±8,741
	0,001	205,000	62,000	±5,568	±3,215	±2,498
	Контроль	215,333	40,667	±4,509	±2,603	±0,000
6	100	105,333	52,667	±5,132	±2,963	±27,889
	10	97,000	78,000	±6,245	±3,606	±16,250
	1	161,667	72,667	±6,028	±3,480	±22,604
	0,1	187,667	12,667	±2,517	±1,453	±9,279
	0,01	194,000	26,000	±3,606	±2,082	±6,400
	0,001	148,333	130,667	±8,083	±4,667	±2,745
	Контроль	133,000	42,000	±4,583	±2,646	±0,000

Для данного исследования достаточна вероятность 0,95, которая соответствует уровню значимости 0,05. Число степеней свободы равно четырем (n_к + n_о - 2), t-критерий Стьюдента, найденный по таблице в соответствии с этими величинами, равен 2,78 [86]. Изучаемая концентрация оказывает токсическое действие на культуру водорослей в случае, если рассчитанные коэффициенты Стьюдента для каждой концентрации больше или равны 2,78.

2.2.2 Значение липофильности для нитросоединений и анилинов

Липофильность относится к группе параметров межмолекулярных взаимодействий для анализа связи структура-активность. Эта величина характеризует транспортные свойства соединений в биологических объектах.

В таблице 12 представлены значения липофильности (logP) для производных 2,4-динитрохлорбензола, рассчитанные с помощью программы CS ChemDraw:

Таблица 12. Значения липофильности для производных 2,4-динитрохлорбензола.

Соединение	logP
Хлорнитробензол	2,44±0,48
4-хлорнитроанилин	1.67±0.15
4-хлор-3-нитроанилин	1.63±0.61
2,4-динитрохлорбензол	2.40±0.18
2,4-диаминохлорбензол	0.86±0.22
2-хлор-4-нитроанилин	1.63±0.61

Таким образом, из приведенных выше данных, указанных соединений, можно сделать вывод о том, что липофильность у нитроароматических соединений выше, по сравнению с нитроароматическими аминами. Липофильность падает с уменьшением количества нитрогрупп в бензоле, а следовательно, при замещении одной нитрогруппы на аминогруппу продукт становится менее токсичнее, чем субстрат реакции. Ряд изменения токсичности для производных 2,4-динитрохлорбензола совпадает для обоих тест-объектов.