ОКИСЛЮВАЛЬНО-НУКЛЕОФІЛЬНІ СИСТЕМИ ДЛЯ РОЗКЛАДАННЯ ОТРУЙНИХ РЕЧОВИН ШКІРНО-НАРИВНОЇ ТА НЕРВОВО-ПАРАЛІТИЧНОЇ ДІЇ

Abstract

Мета. Дослідження кінетики нуклеофільного розкладання пероксид-аніоном параоксону та окиснення пероксидом водню метилфенілсульфіду в системах вода/спирт, вода/спирт/детергент та мікроемульсії типу «олія у воді» у присутності бікарбонату амонію та борної кислоти. Методика. За модельні системи обрано реакції нуклеофільного заміщення параоксону пероксид-аніоном та активованого окиснення метилфенілсульфіду пероксидом водню у водно-органічних системах (вода/спирт, вода/спирт/детергент, мікроемульсія «олія у воді»). Параоксон і метилфенілсульфід використані як імітатори бойових отруйних речовин нервово-паралітичної та шкірно-наривної дії. Для утворення детергентних сумішей та мікроемульсій використовували детергенти трьох типів: катіонний – цетилпіридиній хлорид, аніонний – додецилсульфат натрію та нейтральний – 4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)-фенілполіетиленгліколь. Як активатори використовували бікарбонат амонію та борну кислоту. Контроль за нуклеофільним заміщенням в параоксоні здійснювали спектрофотометрично при λ=405 нм за зміною поглинання 4-нітрофенолят-іону в концентраційних умовах [НОО–] >> [параоксон]. Окиснення контролювали за зменшенням поглинання метилфенілсульфіду при λ =250 нм за умови [Н2О2] >> [метилфенілсульфід]. Результати. Визначено кінетичні параметри нуклеофільного розкладання пероксид-аніоном параоксону та активованого окиснення пероксидом водню метилфенілсульфіду в мікроемульсії типу «олія у воді» у присутності бікарбонату амонію та борної кислоти. Встановлено, що в мікроемульсії складу вода:етиленгліколь (4:1)/спирт/гексан/детергент константа зв'язування субстратів підвищується в 3–5 разів в порівнянні з аналогічною величиною у водно-спиртових детергентних та міцелярних розчинах. Проведено порівняння реакційної здатності пероксиду водню як окислювача у нейтральній формі та як нуклеофільного реагенту у вигляді пероксид-аніону у присутності та відсутності бікарбонату амонію та борної кислоти. Встановлено, що у водно-спиртовому середовищі швидкість нуклеофільного заміщення в параоксоні та окиснення метилфенілсульфіду знижується, незалежно від обраного спирту. Додавання детергентів у водно-спиртове середовище підвищує швидкість каталізованого розкладання метилфенілсульфіду за окислювальним механізмом майже в 10 разів у присутності катіонного цетилпіридиній хлориду та у 5 разів у присутності нейтрального 4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)-фенілполіетиленгліколю та анінного додецилсульфату натрію. При цьому спостерігається прискорення нуклеофільного розкладання параоксону, що дозволяє констатувати про подвійну окислювально-нуклеофільну природу пероксокарбонат- та пероксоборат-аніонів. Продемонстровано високу реакційну здатність аніонів та окислювачів в мікроемульсіях, що разом зі значеннями констант зв'язування обох субстратів дозволяють розглядати мікроемульсійні середовища обраної рецептури як ефективні дегазатори та солюбілізатори гідрофобних отруйних речовин. Отримані результати дозволяють констатувати, що мікроемульсії, які містять пероксид водню, катіонний детергент та активатор можуть розглядатися як перспективні складові засобів деконтамінації для руйнування екотоксичних сполук за окислювально-нуклеофільним механізмом. Наукова новизна. Розроблено рецептуру мікроемульсійного реакційного середовища з високими солюбілізуючими властивостями для одночасного нуклеофільного розкладання пероксид-аніоном параоксону та окиснення пероксидом водню метилфенілсульфіду з високими швидкостями. Практична значимість. Досліджена мікроемульсія може бути використана як основа деконтамінаційних рецептур з усунення наслідків зараження компонентами хімічної зброї шкірно-наривної та нервово-паралітичної дії.