МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ СОДЕРЖАЩИХСЯ В УДОБРЕНИЙ

Maqolada o‘g‘itlar tarkibiga kiritilgan benzimidazolonlarni spektrofotometrik va gaz xromatografik usulda aniqlash metodlarini ishlab chiqish natijalari keltirilgan.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ СОДЕРЖАЩИХСЯ В УДОБРЕНИЙ Абидов И., Хошимов Ф. Наманганский инженерно-технологический институт https://doi.org/10.5281/zenodo.7157040 Аннотация: В статье представлены результаты разработки методов спектрофотометрического и газохроматографического определения бензимидазолонов, введенных в состав удобрений. Ключевые слова: физиологически активные вещества, УФ-спектры, карбамид, максимум, кривые поглощения, батохромный сдвиг, композиции фосфаты аммония, смешивания, влажность, состав, температура, растворимость, концентрация, хроматографический пик, поправочный коэффициент, катарометр. METHOD FOR DETERMINING PHYSIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES CONTAINED IN FERTILIZERS Abstract: The article presents the results of the development of methods for the spectrophotometric and gas chromatographic determination of benzimidazolones introduced into fertilizers. Key words: physiologically active substances, UV spectra, carbamide, maximum, absorption curves, bathochromic shift, ammonium phosphate, mixing, humidity, composition, temperature, solubility, concentration, chromatographic peak, correction factor, katharometer. ВВЕДЕНИЕ Для разработки технических условии и постановки продукции на производстве необходимы надежные методы контроля и определения содержания, исследуемых ФАВ в составе готового продукта. Исследована фунгитоксичная активность ряда производных бензимидазолона, имеющих общую формулу:

R3 R N C O R2 N R1 Из многочисленных структурных аналогов биотина бензимидазолоны выделяются высокой физиологической активностью. Отдельные производные бензимидазолона обладают фунгицидными [1-3], гербицидными [4], ростовыми свойствами [5-7]. Нами изучена возможность и разработаны методики определения ФАВ в карбамиде спектрофотометрическим методом добавок [8]. Авторы роботы [9, 10] сделали сравнительное изучение некоторых физико-химических свойств производных бенз- имидазолонов, гербицидной активности и выявление на этой основе связи активности со структурой и сделали такой же вывод, что корреляция между структурой и активностью в ряду бензимидазолонов должна быть связана со свойствами атомов гетерокольца или по двум точкам - по карбонилу и атомам азота.

Структурные формулы бензимидазолин-2-oнa (1) и 5-хлорбензимидазолин-2-она (2) следующие: H H N N O O N Cl N H (1) H (2) Бензимидазолон может существовать, в двух формах: ортофениленмочевины (3) и 2- оксибензимидазола (4): 7 H H N1 N 2 O 5 OH 4 N3 N H (4) (3) МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Для изучения растворимости фаз в водно-солевых системах использовался визуально-политермический метод анализа, разработанный А.Г.Бергманом [10-13]. Диаграмма растворимости системы изучалась с помощью внутренних политермических разрезов. На основании полученных данных для разрезов и для двойных систем строили полную политерму растворимости тройных систем в виде прямоугольного треугольника по методу Розебома. Концентрации растворов выражали в массовых процентах. С целью уточнения узловых точек и крутизны поверхности кристаллизации строились проекции политермы на боковые стороны системы [14]. При выполнений исследований применялись перекристаллизованные соли квалификации "ч.д.а." и "х.ч." и синтезированные лабораторным путем БИОН, 5-ХБИОН, ИВИН, Т П Н [ 15-19 ]. Проводились анализы по известным методикам на содержание, азота по методу Кьельдаля [20, 21], воды по методу Фишера [22]. Содержание биурета в плаве карбамида с ФАВ анализировали по известной методике [23]. Регистрацию ИК-спектров осуществляли на спектрофотометре VR-20 в диапазоне частот 400-4000 см-1. Образцы готовили в вазелиновом масле, а также в виде таблеток с KBr. Масс-спектры снимали на спектрометре MX-1303, УФ-сиектры - на спектрометре “Hitachi-EPS-3T” (растворитель - этанол) и на спектрометре СФ-4А (растворитель - метанол). С целью количественного определения ИВИНа, БИОНa, 5-ХБИОН в составе карбамида и аммофоса разработаны методы контроля ФАВ в составе последних спектрофотометрическим методом добавок [26]. Суть метода заключается в том, что определяют оптические плотности стандартного раствора ФАВ (Аст) и исследуемого раствора композиции (Ах). Учитывая разбавления исследуемых растворов и навески исследуемых образцов композиций по известной формуле:

Сх=(Сст*Ах)/Аст находим процентное содержание ФАВ в композициях, где: С х - искомая концентрация ФАВ, мг/мл, АХ - оптическая плотность исследуемого раствора композиции, ССТ- концентрация стандартного раствора ФАВ, мг/мл, АСТ-оптическая плотность стандартного раствора ФАВ. Разработана методика определения ТПН в составе ТПН-содержаших карбамида, метод основан на газохроматографическом разделении компонентов смеси в колонке, заполненной сорбентом с последующей регистрацией их детектором ионизации в пламени (ПИД) или детектором по теплопроводности (катарометр). Количественный расчет массовых долей компонентов проводят методом внутренней стантартизации. В качестве внутреннего стандарта используют бензонитрил (БН). Определены основные товарные и физико-механические свойства комплексных удобрений: гигроскопичность, влагоемкость, прочность гранул, слеживаемость, исходная влагоемкость согласно известным методикам [30, 31]. РЕЗУЛЬТАТЫ Исследовано УФ-спектры ИВИНа и карбамида (рис.1) . Из рисунка видно, что при λ=260 нм влияние карбамида на полосу поглощения ИВИНа практически отсутствует и поэтому эта полоса выбрана в качестве характеристической для количественного определения ИБИНа в ИВИН-содержащем карбамиде. В лабораторных условиях были получены образны удобрений путем выпарки при 100°С растворов карбамида, содержащих различные количества ИВИНа. Содержание ИВИПа в образцах находилось на одном уровне с аналогичными "сухими композициями". При сплавлении карбамида и ИВИНа в течение 10-15 мин при температуре 135°С и перевешивании с последующим охлаждением в анализе уста- новлено, что в выбранном интервале варьирования параметров ИВИН не подвергался изменениям (рис.1-2,табл. 1). Содержание ИВИНа в ИВИН-содержащем карбамиде определяется с точностью до 0,003%.

В связи с тем, что БИОН и 5-ХБИОН не растворимы в водных растворах карбамида, поэтому они вводятся только в горячий плав карбамида, имеющего температуру 135°С, нами разработаны методы контроля ФАВ в карбамиде. Нами исследовано УФ-спектры карбамида, БИОНа (1) и 5-ХБИОНа (2). Спектры ( 1 ) и (2) характеризуются соответствующими тремя максимумами. Анализ кривых поглощения четко фиксирует батохромный сдвиг всех трех полос ( 1 ) по сравнению с (1), что объясняется наличием заместителя cl и Положении "5" соединения (2). Содержание ( 1 ) имеет следующие полосы поглощения: λ=206нм (lgξ=3.57), λ=225нм (lgξ=2.08) и λ =280нм (lgξ=1.89), тогда как (2): λ=208 нм (lgξ=2.43), λ=227нм (lgξ=1.83) и λ=288нм (lgξ=1.68). Наиболее оптимальными для проведения спектрофотометрического определения (1) и (2) в составе карбамида является для (1) λ=280 нм (табл. 2, рис. 3) и для (2) λ=288 нм (рис 4, табл. 3), где влияние поглощения карбамида минимальное. Таблица 1 Статистическая обработка результатов анализа ИВИНа в карбамиде Взято, № Найдено,% ΔХ ΔХi-ΔX+ (ΔХi-ΔX+)2 S Sx ξ,% % 1 0.050 0.049 0.001 -0.0054 2.916*10-5 2 0.070 0.071 0.001 -0.0054 2.916*10-5 3 0.100 0.105 0.005 -0.0014 0.20*10-5 4 0.300 0.298 0.002 -0.0044 1.94*10-5 5 0.500 0.503 0.003 -0.0034 1.16*10-5 4.64*10- 1.4*10 6 0.700 0.702 0.002 -0.0044 1.94*10-5 0.003 3 -5 7 1.0 0.989 0.011 0.0046 2.12*10-5 8 2.0 2.013 0.013 0.0066 4.36*10-5 9 3.0 2.988 0.012 0.0056 3.14*10-5 10 4.0 3.989 0.011 0.0046 2.12*10-5 11 5.0 5.009 0.009 0.0026 0.68*10-5

Таким образом, содержание ( 1 ) и (2) в композиции "карбамид-1" и "карбамид - 2" определяется с точностью 0,0061 и 0,026%, соответственно. ОБСУЖДЕНИЕ Разработанные методи определения вышеприведенных ФАВ пригодны в случае анализируемых составов, содержащих ИВИН, БИОН, 5-ХБИОН, различных концентраций. Разработаны методики газохроматографического определения препарата ТПН (тетранила) в композициях с мочевиной и аммофосом. Метод основан на газохроматографическом разделении компонентов смеси в колонке, заполненной сорбентом с последующей регистрацией их детектором ионизации в пламени ( П И Д ) или детектором по теплопроводности (катарометр).

Рис.4.УФ-спектры:1-карбамид; 2- C7H5N2OCl

Таблица 2 Статистическая обработка результатов анализа БИОНа и БИОН-содержащем карбамиде Взято, Найдено, ΔХi- № ΔХ (ΔХi-ΔX+)2 S Sx ξ,% % % ΔX+ 1 0.010 0.013 0.003 -0.005 0.000025 2 0.030 0.028 0.002 -0.006 0.000036 3 0.050 0.048 0.002 -0.006 0.000036 4 0.10 0.083 0.017 0.009 0.000081 0.0065 0.0025 0.0061 5 0.30 0.314 0.014 0.006 0.000036 6 1.0 1.076 0.0014 0.006 0.000036 7 2.0 2.010 0.010 0.002 0.000004

Определение калибровочного (попраночного) коэффициента для ТПН (тетранила) относительно бензонитрила (БН). Для определения поправочного коэффициента готовят искусственные смеси, состоящие из чистых компонентов (ТПН и БН) в различных соотношениях между собой. Взвешивание производят с точностыо до 0,0002 г. Смеси готовят в колбах с притертыми пробками вместимостью 5 см3 и для лучшего перемешивания разбавляют растворителем (ацетон, Д М Ф А ) . Хранят в холодильнике не более 5 суток. Хроматографируют каждую искусственную смесь не менее 5 раз. Поправочный коэффициент рассчитывают по формуле (1) КТПН= (РТПН* БН)/ (РБН* ТПН) (1) где: РТПН, РБН -навески ТПН и БН (в г), ТПН, БН - площади хроматографических пиков соответственно ТПН и БН, в мм2. Таблица 3 Статистическая обработка результатов анализа 5-ХБИОНа и 5-ХБИОНсодержащем карбамиде Взято, Найдено, ΔХi- (ΔХi- № ΔХ S Sx ξ,% % % ΔX+ ΔX+)2 1 0.010 0.013 0.003 -0.0055 0.003025 2 0.030 0.032 0.002 -0.0060 0.003600 3 0.050 0.056 0.006 -0.0025 0.000625 4 0.10 0.099 0.001 0.0075 0.005625 0.072 0.026 0.026 5 0.30 0.314 0.014 0.0055 0.003025 6 0.50 0.515 0.015 0.0065 0.004225 7 1.0 1.018 0.018 0.0950 0.009025 8 2.0 1.983 0.017 0.0085 0.007225

Рассчитывают среднее значение поправочного коэффициента для ТПН в каждой искусственное смеси. Определение содержания ТПН в смесевой карбамиде, %. Взвещивают в конической колбе с притертой пробкой вместимостью 5 см3 0,15-1,5 г анализируемой смеси с точностью до 0,0002 г. Добавляют навеску внутреннего стандарта -(0,01 - 0,1 г ) бензонитрила. Смесь растворяют в минимальном количестве растворителя ( Д М Ф А ) и вводят в хроматограф несколько раз.Определение проводят не менее, чем по двум навескам для каждого образца. В случае расхождении результата берут еще одну навеску. Расчет содержания ТПН в анализируемой смеси проводят по формуле ( 2 ) CТПН%= (КТПН* SТПН*PБН*100)/( SБН*m) где: КТПН - поправочный коэффициент ТПН по бензонитрилу (БН), SТПН, SБН - площади хроматографичсских пиков ТПН и БН (мм2), PБН - навеска бензонитрила (г ) , m-масса навески анализируемой смеси (г ) . Для разработки методики нами получены композиции карбамида с различным содержанием ТПН от 0-13%. TJIПН вводили в горячий плав карбамида, имеющим температуру 135°С. Через определенные промежутки времени (0, l 5 , 30, 60 минут) проводили отбор проб и анализировали на содержание ТПН.

ВЫВОДЫ Таким образом, проведенные исследования показывают, что организация крупнотоннажного производства карбамида, содержащих ИВИН, БИОН, 5-ХБИОН, ТПН, не представляет особых затруднений. При этом следует подчеркнуть, что последние являются доступными физиологически активными веществами. Разработаны методы спектрофотометрического определения БИОНa, 5-ХБИОНа, ИВИНа и газохроматографического определения ТПН в составе полученных удобрений.