nature-2022_07(97)

№ 7 (97) июль, 2022 г. of such raw materials as natural gas, industrial salts, cotton pulp, acetic acid, etc. By and to organizite their deep processing on the territory of oure country. For this purpose, for the production of import-substituting products using secondary products by processing “pyrolysis oil”, a secondary product of the pyrolysis process of hydrocarbons of the Ustyurt gas Chemical complex owned by Uz-KorGas Chemical LLC, a superplasticizer and cationite used in construction and indus- trial production enterprises were synthesized. The conditions of the process of synthesis linear and spatial polymethylene naphthalene sulfonic acid using a fraction of naphthalene obtained by fractional distillation of a secondary pyrolysis product “pyrolysis oil” are investigated. The structure of the resulting new superplasticizer (SP) and cationite (ASO) was studied by IR spectroscopy and SEM (scan- ning electron microscopy). Ключевые слова: вторичный продукт процесса пиролиза, пиролизное масло, нафталин, поликонденсация, сульфирование, полиметиленнафталин сульфокислота, суперпластификатор, сульфокатионит, обменная емкость. Keywords: secondary product of the pyrolysis process, pyrolysis oil, naphthalene, polycondensation, sulfonation, polymethylene naphthalene sulfonic acid, superplasticizer, sulfocationite, exchange capacity. ________________________________________________________________________________________________ Введение. В настоящее время строительная Для синтеза суперпластификатора выполня- отрасль развивается очень быстрыми темпами. ются следующие процессы: Требования к рациональному и эффективному ис- пользованию сырьевых и энергоресурсов в ней также из фракций в диапазоне 210-2300С путем фрак- изменяются соответствующим образом, что требует ционной перегонки пиролизного масла извлекали и широкого применения специальных химических очищали нафталин; добавок для эффективного решения проблемы изго- товления сборных, монолитных бетонных и железо- полученный нафталин (степень чистоты 96%) бетонных конструкций с высокой прочностью, на- сульфировали в течение 6 часов при 160-1650С кон- дежностью и долговечностью из бетонных смесей [1]. центрированной серной кислотой (молярное соот- ношение 1:1,08), в результате чего получалась Благодаря высокому содержанию нафталина в сульфомасса темно-черного цвета [6]; пиролизном масле одним из важных направлений его использования является производство пласти- сульфомасса, помещенная в рабочую емкость фикаторов для бетонных смесей. Для повышения под давлением, разбавлялась дистиллированной текучести бетонных материалов без снижения их водой и поликонденсировалась 38%-ным формали- прочности широко применяются суперпластифика- ном (молярное соотношение исходного нафталина и торы - полимерные добавки. Химические пласти- формальдегида 1:0,7) при 110-1200С; фикаторы по составу представляют собой продукты модификации формальдегидного конденсата нафтали- олигомер полиметиленнафталин сульфокислоты новой сульфокислоты формальдегидного конденсата линейной структуры был нейтрализован до слабо- меламина, лигносульфонатов [2,3]. щелочной среды(рН=8) натриевой щелочью. В настоящее время во всем мире производится Для синтеза сульфокатионита проводят сле- более 1,25 млн тонн суперпластификаторов в год. Этот дующие процессы: показатель растет из года в год. Такие суперпласти- фикаторы, как С-3, СМФ, Дофен ДФ, Кратасол, из фракций в диапазоне 210-2300С путем фрак- Суперпласт, Полипласт, Феррокрит, Вилаком, ционной перегонки пиролизного масла извлекали и Rheobuild 2000 (Россия); Agiplast (Rhona, Fransiya); очищали нафталин; Cormix (родия, Великобритания); Criso fluid (Criso Industries, США) производятся на основе полиметил- полученный нафталин (степень чистоты 96%) нафталсульфокислоты [4]. сульфировали при 160-1650С в течение 8-10 ч концен- трированной серной кислотой (молярное соотноше- Химическая промышленность не может разви- ние 1:2,5), в результате чего получилась сульфомасса ваться без новых синтетических ионитов, широко темно-черного цвета; используемых в различных областях: для получения очищенной или опресненной воды, разделения сульфомасса, помещенная в рабочий сосуд под цветных и драгоценных металлов в гидрометаллур- давлением, разбавлялась дистиллированной водой и гической промышленности, выделения токсичных поликонденсировалась 38%-ным формалином (исход- и тяжелых металлов из сточных вод [5]. ное молярное соотношение нафталина и формальде- гида 1;2) при 110-1200С и давлении 2-4 МПа; Экспериментальная часть твердый поликонденсат, нерастворимый в воде, В качестве исходного сырья для синтеза поли- подвергали механическому дроблению и нагревали метиленнафталина сульфокислоты использован вто- при 90-950С в течение 12 часов для завершения поли- ричный продукт пиролиза углеводородов - фракция конденсации. нафталина, полученная при 210-2300C фракционным перегонкой пиролизного масла. Структура синтезированных продуктов была определена ИК-спектроскопический [7]. Результаты и их обсуждение На рисунке 1 приведен ИК-спектр полученного суперпластификатора, в таблице1 – расшифровка снятого спектра. 32

№ 7 (97) июль, 2022 г. Рисунок 1. ИК-спектр суперпластификатора Таблица 1. ИК-спектральный анализ суперпластификатора Частота колебанией, см-1 Функциональная группа Форма колебаний 3428,5 -OH Валентное 3069,74 валентное 2924,59 ароматическое кольцо C-H 2857,56 -CH2- ассимметрик валентное 1444,21 -CH2- симметрическое валентное 1185,27 -CH2- 1117,76 S=O Деформационое 751,28 -SO3Na Валентное 1504,97 валентное 1627,93 ароматическое кольцо CH 1357,9 обменное ароматическое кольцо деформационое валентное ароматическое кольцо валентное -OH деформационое 33

№ 7 (97) июль, 2022 г. Рисунок 2. ИК-спектр сульфокатионита Таблица 2. ИК-спектральный анализ сульфокатионита Частота колебаний, см-1 Функциональная группа Форма колебаний 3383,17 -OH валентные 3089,51 валентные 2927,0 ароматическое кольцо C-H 2859,98 -CH2- ассимметрическое валентные 1450 -CH2- ассимметрическое валентные 1171,28 -CH2- 1025,17 S=O деформационое 1512,2 -SO3H валентное 1698,3 валентное 1325,59 обменное ароматическое кольцо валентное ароматическое кольцо валентное -OH деформационое Из полученных данных ИК-спектроскопии С использованием SEM (сканирующей элек- можно сделать вывод, что в ходе реакции проникно- тронной микроскопии) определены морфология и вение групп создает валентные и деформационные структура поверхности, а также элементный состав колебания, характерные для этих групп. синтезированного сульфокатионита. 34

№ 7 (97) июль, 2022 г. Рисунок 3. Структура поверхности и элементный состав сульфокатионита Результаты поверхностного анализа сульфокатио- • влажность нита показали наличие в его составе макроговаков. Элементный анализ сульфокатионита показал, что • статическая обменная емкость он содержит 69,9% C, 21,2% O и 10,9% S. • динамическая обменная емкость Изучены следующие эксплуатационные свойства Для подготовки полученных катонитов к испы- сульфокатионита: таниям проводились работы по международному стандарту ГОСТ 10896-78. С целью сравнения был • насыпной вес использовал сульфокатионнит КУ-2-8 (табл.3)[8-12]. • удельный объем Таблица 3. Эксплуатационные свойства синтезированный сульфокатионита ASO и КУ-2-8(импортного) сульфокатионита Параметр Насыпной Влажность, % Удельный СОЕ ДОЕ, вес, г/дм3 объем, см3/г мг-экв/г моль/м3 Метод исследования ГОСТ 10898.2-74 влагомер XY-100MW ГОСТ10898.4-84 ГОСТ 20255.1-89 ГОСТ 20255.2-89 ASO 650-720 62,5 4,8 4,6 475-490 KU-2-8 750 – 800 48-58 2,8 4,6-4,8 500-520 В таблице установлено, что основные эксплуа- использовать в бетонных смесях в качестве супер- тационные свойства синтезированного АSO сульфо- пластификатора, а пространственный - в качестве катионита - статическая и динамическая обменные сульфокатионита емкости - близки к свойствам импортного сульфока- тионита КУ-2-8. Установлено влияние суперпластификатора на бетонные смеси и определены эксплуатационные Заключение свойства катионитов (COE-статическая обменная емкость и ДOE-динамическая обменная емкость). Вторичным продуктом технологического про- CОЕ= 4,6 мг-экв/г, ДОЕ= 475-490 моль/м3. Установ- цесса пиролиза углеводородов с рациональным лено, что наиболее оптимальным вариантом является использованием пиролизной нефти получена поли- добавление 0,8% суперпластификатора повышает метилен-нафталин-сульфокислота. При этом уста- прочность бетонных смесей на 84,39%, по сравнению новлено, что ее линейный олигомер можно с эталоном. Список литературы: 1. Шведов А.П., Якубовский С.Ф. Развитие технологии получения пластификатора бетонных смесей на основе тяжелых жидких продуктов пиролиза. Вестник Полоцкого государственного университета. Серия B: Прикладные науки. 2006. № 3. С. 45-49. 2. Кенжаев А.Қ., Нурмонов С.Э. Пиролиз мойи асосида бетон аралашмалари учун суперпластификатор синтези. O‘zbekiston Milliy universiteti xabarlari. 2021. №3/1/1. 297-300 б. 3. Abdrazakh Pernebaevich Auyeshov Effect of α- and β-Polymethyle Nenaphthalenesulfonate upon Properties of Cement Grout and Concrete. Modern Applied Science. Vol. 9, No. 6; 2015. 35

№ 7 (97) июль, 2022 г. 4. Zhang B. et al. Recovery of rhenium from copper leach solutions using ion exchange with weak base resins. Hydrometallurgy. -2017. -173.-Pp.50–56. 5. Цейтлин Г.М. Иониты. Книга для чтения по неорганической химии. Пособие для учащихся. Ч. II. — М.: Просвещение, 1975. 34—41 с. 6. Кривенько А.П., Астахова Л.Н. Реакции электрофильного замещения в аренах: Учеб. пособие для студентов химических специальностей университетов. Саратов: Научная книга, 2008. 54 7. Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы. Москва 2012. 11-12 бет. 8. GOST 10896-78. Ionites. preparation for the test. Moscow, Standartin form Publ., 1978. 32 p. 9. GOST 10898.2-74. Ion-cxchange resins. Determination of bulk density. Moscow, Standartin form Publ., 1974. 1 p. 10. GOST 10898.4 – 84. Ion-exchange resins. Determination of specific volume. Moscow, Standartin form Publ., 1985. 4 p. 11. GOST 20255.1-89. Ion-exchange resins. Method of determining static ion-exchange capacity. Moscow, Standartin form Publ., 1991. 6 p. 12. GOST 20255.2-89. Ion-exchange resins. Methods of determining dynamic ion-exchange capacity. Moscow, Standartin form Publ., 1991. 10 p. 36

№ 7 (97) июль, 2022 г. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ DOI - 10.32743/UniChem.2022.97.7.14027 ФИЗИКО-ХИМИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОЧЕВИНЫ И МОНОХЛОРАЦЕТАТА Абдурахманов Улугбек Курганбаевич канд. хим. наук, доц. кафедры медицинской химии, Андижанский Государственный медицинский институт, Республика Узбекистан, г. Андижан E-mail: [email protected] Холбоев Юсубжон Хакимович канд. хим. наук, доц., зав. кафедрой медицинской химии, Андижанский Государственный медицинский институт, Республика Узбекистан, г. Андижан Аскаров Иброхимжон Рахмонович д-р хим. наук, заслуженный изобретатель профессор кафедры химии, Андижанский государственный университет, Республики Узбекистан, г. Андижан PHYSICO-CHEMISTRY OF THE INTERACTION OF UREA AND MONOCHLOROACETATE Ulugbek Abduraxmanov Candidate of Chemical Sciences, Andijan State Medical Institute, Republic of Uzbekistan, Andijan Yusubzhon Kholboev Ph.D. of Chemistry, Andijan State Medical Institute, Republic of Uzbekistan, Andijan Ibrohimjon Askarov Doctor of Chemical Sciences, Professor Andijan State University, Republic of Uzbekistan, Andijan АННОТАЦИЯ Визуально-политермическим методом изучена растворимость в системе мочевина - монохлоруксусная кислота - вода от -16,5 0С до 80,0 0С и на основе политерм растворимости бинарных систем и внутренних разрезов построена политермическая диаграмма системы. На политермической диаграмме растворимости разграничены поля кристаллизации льда, мочевины, монохлоруксусной кислоты (моногидрата и безводной) и соединений со- ставов: CO(NH2)2 • ClCH2COOH, CO(NH2)2 • 2ClCH2COOH. Соединения выделены в кристаллическом виде и идентифицированы химическим, рентгенографическим, дериватографическим и ИК-спектроскопическим мето- дами физико-химического анализа. ABSTRACT The solubility in the system urea - monochloroacetic acid - water from -16.5 0С to 80.0 0С was studied visually by the polythermal method, and a polythermal diagram of the system was constructed based on the solubility polytherms of binary systems and internal sections. On the polythermal solubility diagram, the fields of crystallization of ice, urea, monochloroacetic acid (monohydrate and anhydrous) and compounds of the following compositions are delimited: CO(NH2)2 • ClCH2COOH, CO(NH2)2 • 2ClCH2COOH. The obtained compounds were identified by chemical, X-ray phase, IR spectroscopic, thermal and other methods of physicochemical analysis. _________________________ Библиографическое описание: Абдурахманов У.К., Холбоев Ю.Х., Аскаров И.Р. ФИЗИКО-ХИМИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОЧЕВИНЫ И МОНОХЛОРАЦЕТАТА // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2022. 7(97). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/14027

№ 7 (97) июль, 2022 г. Ключевые слова: политерма растворимости, мочевина, монохлоруксусная кислота, монохлорацетат мочевины, дихлорацетат мочевины. Keywords: solubility polytherm, urea, monoloroacetic acid, urea monoloroacetate, urea dichloroacetate. ________________________________________________________________________________________________ Как известно, при обработке растений растворами На диаграмме плавкости системы мочевина – производных галлоидкарбоновых кислот и мочевины последние проявляют ростостимулирующую и дефо- монохлоруксусная кислота выявлены линии ликви- лиирующую активность [1]. Получение различных соединений на их основе имеет большое значение при дуса исходных компонентов и соединений составов: синтезе новых дефолиантов. CO(NH2)2•ClCH2COOH и CO(NH2)2 • 2ClCH2COOH, Для характеристики поведения исходных компо- что подтверждается и нашими данными. нентов, при их совместном присутствии в широком концентрационном и температурном интервале, изу- Растворимость в системе мочевина – монохлор- чена система мочевина - монохлоруксусная кислота - уксусная кислота - вода изучена с помощью десяти вода от температуры полного замерзания (-16,5 °С) внутренних разрезов. Из них I-VIII проведены от до 80 °С [2]. стороны монохлоруксусная кислота – вода, к вершине Бинарные системы мочевина - вода и монохлор- CO(NH2)2, а IX и Х-от стороны мочевина – монохлор- уксусная кислота - вода, входящие в состав исследу- уксусная кислота к вершине H2O. емой системы, изучены рядом авторов [3-10]. Данные, полученные нами, согласуются с литера- На основе полученных данных построена турными. политермическая диаграмма растворимости тройной По данным [5] кривые растворимости монохлор- уксусной кислоты в воде при температурах от 26 до системы CO(NH2)2 - ClCH2COOH - H2O, на которой 56,5 °С состоят из ветви кристаллизации монохлор- разграничены поля кристаллизации льда, мочевины, уксусной кислоты. Изучением этой системы в широ- ком температурном и концентрационном интервале монохлоруксусной кислоты (моногидрата и безвод- нами установлено наличие ветви кристаллизации льда, моногидрата и безводной монохлоруксусной ной) и соединений CO(NH2)2 • ClCH2COOH, кислоты на ее диаграмме растворимости. Криогидрат- CO(NH2)2 • 2ClCH2COOH. (рис.1.). Поля сходятся в ная точка соответствует 60,3% монохлоруксусной четырех тройных узловых точках системы, для ко- кислоты при -14,3 °С. торых определены температуры кристаллизации и составы равновесного раствора. Характеристика двойных и тройных точек системы мочевина – моно- хлоруксусная кислота – вода приведены в таблице 1. На политермической диаграмме растворимости через каждые 10 °С нанесены изотермы растворимо- сти. Построены проекции политермических кривых растворимости на соответствующие боковые водные стороны системы. Рисунок 1. Политерма растворимости системы мочевина - монохлоруксусная кислота – вода 38

№ 7 (97) июль, 2022 г. Анализ диаграммы растворимости показал, что Соединение CO(NH2)2 • 2ClCH2COOH образуется обнаруженные соединения мочевина с монохлор- в интервале температур -16,5 - 37,4 0С при содержа- уксусной кислотой конгруэнтно растворимы в воде, поскольку лучи моно- и димонохлорацетат мочевины, нии 30,2-82,3% монохлоруксусной кислоты и 2,8 - связывающие полюс соединений с началом коорди- нат, пересекают поля их кристаллизации в широком 30,8% мочевины. Соединение CO(NH2)2• ClCH2COOH интервале температур. образуетcя, начиная с -13,9 °С и 13,6%-ной концен- трации монохлоруксусной кислоты при введении последней в систему, насыщенную мочевиной. Таблица 1. Двойные и тройные узловые точки системы мочевина - монохлоруксусная кислота – вода Состав жидкой фазы, масс.% Температура Твердая фаза CO(NH2)2 ClCH2COOH H2O кристаллизации, 0C 17,8 82,2 - 36,6 ClCH2COOH + CO(NH2)2•2ClCH2COOH 9,1 74,7 16,2 6,0 То же 7,7 73,6 18,7 1,6 ClCH2COOH + CO(NH2)2•2ClCH2COOH + ClCH2COOH•H2O - 73.6 26.4 3.5 ClCH2COOH + ClCH2COOH•H2O 2.9 62.2 34.9 -12.2 ClCH2COOH•H2O + CO(NH2)2•2ClCH2COOH 2.8 60.7 36.5 -16.5 Лед + ClCH2COOH•H2O + CO(NH2)2•2ClCH2COOH - 60,3 39,7 -14,3 Лед + ClCH2COOH 4,9 53,3 41,8 -11,1 Лед + CO(NH2)2•2ClCH2COOH 8,0 44,3 47,7 -9,0 То же 12,0 37,6 50,4 -8,8 То же 30,8 69,2 - 37,4 CO(NH2)2•2ClCH2COOH + CO(NH2)2•ClCH2COOH 25,4 61,3 13,3 12,6 То же 22,5 49,6 27,9 0,9 То же 21,4 44,1 34,5 -1,8 То же 20,0 38,6 41,4 -4,6 То же 17,4 30,2 52,4 -9,1 Лед + CO(NH2)2•2ClCH2COOH + CO(NH2)2•ClCH2COOH 18,3 28,8 52,9 -0,1 Лед + CO(NH2)2•ClCH2COOH 26,6 19,0 54,4 -10,8 То же 34,1 13,6 52,3 -13,9 Лед + CO(NH2)2•ClCH2COOH + CO(NH2)2 34,0 13,2 52,8 -13,8 Лед + CO(NH2)2 31,9 - 68,1 -11,2 То же 37,6 16,2 46,2 -7,0 CO(NH2)2•ClCH2COOH + CO(NH2)2 39,2 21,9 38,9 -1,8 То же 40,9 28,5 30,6 3,2 То же 41,4 32,9 25,7 6,6 То же 41,8 37,4 20,8 10,8 То же 41,0 48,5 10,5 22,0 То же 40,4 59,6 - 45,4 То же Соединения выделены в кристаллическом виде Химический анализ выделенных соединений из и идентифицированы химическим, рентгенографи- предполагаемой их области кристаллизации дал сле- ческим, дериватографическим и ИК-спектроскопи- дующие результаты: ческим методами физико-химического анализа. Таблица 2. Результаты химического анализа выделенных соединений из предполагаемой их области кристаллизации Соединение С Найдено, % N C Вычислено, % N 23,01 H 18,21 23,30 H 18,10 CO(NH2)2•ClCH2COOH 24,22 4,83 11,38 24,10 4,50 11,20 CO(NH2)2•2ClCH2COOH 4,33 4,10 39

№ 7 (97) июль, 2022 г. Рентгенофазовым анализом установлено, что а для CO(NH2)2•2ClCH2COOH: 4,89; 4,52; 3,96; для соединения CO(NH2)2•ClCH2COOH характерен 3,73; 3,35; 3,08; 3,01; 2,92; 2,87; 2,48; 2,37; 2,21; 2,15; следующий набор дифрактолиний со значением 1,94; 1,81; 1,68; 1,66; 1,63; 1,53 А, что свидетельствует межплоскостных расстояний ( d ) : 5,0; 4,71; 4,12; об индивидуальности выделенных соединений (рис.2). 3,99; 3,69; 3,61; 3,57; 3,27; 3,20; 2,94; 2,86; 2,55; 2,47; 3,36; 2,14; 2,07; 1,98; 1,78; 1,75 А Рисунок 2. Рентгенограммы: 1.CO(NH2)2; 2.ClCH2COOH; 3.CO(NH2)2 • ClCH2COOH; 4.CO(NH2)2 • 2ClCH2COOH Термические свойства полученных соединений CO(NH2)2•ClCH2COOH плавится конгруэнтно, существенно отличаются от таковых для исходных без разложения. На кривой ДТА этому процессу со- компонентов [11]. ответствует эндотермический эффект при 45,4 °С (рис.3-1). Установлено, что при нагревании, в атмосфере воздуха, соединение 40

№ 7 (97) июль, 2022 г. Рисунок 3. Дериватограммы: 1) CO(NH2)2•ClCH2COOH, 2) CO(NH2)2•2ClCH2COOH, 3) ClCH2COOH При температуре выше 150 °С масса резко убывает При нагревании, выше температуры плавления, соеди- (ТГ = 26,6 %), что сопровождается значительным нение разлагается с выделением тепла (экзотерми- выделением тепла (экзотермический эффект с мак- ческий эффект с максимумом при 190 °С) , чему симумом при 205 °С). Дальнейшее нагревание мо- соответствует убыль массы на 40 %, Дальнейшее нохлорацетата мочевины разложение соединения носит эндотермический характер (термоэффекты с минимумами при 275 и вызывает ступенчатое разложение его при 265 и 325 0С). Разложение заканчивается при 425 °С. 325 °С. Убыль массы при этом соответственно состав- ляет 21,0 и 53,0% На рис.4 представлены ИК спектры мочевины, монохлоруксусной кислоты и соединений на их ос- На дифференциальной кривой нагревания нове. CO(NH2)2•2ClCH2COOH процессу плавления соответ- ствует эндотермический эффект при 40,6 °С (рис.3-2). , см-1 Рисунок 4. ИК-спектры: 1 - CO(NH2)2; 2 - ClCH2COOH, 3 - CO(NH2)2•ClCH2COOH; 4 - CO(NH2)2•2ClCH2COOH 41

№ 7 (97) июль, 2022 г. В ИК спектре мочевины в полосе поглощения участие - (NН2) группы в образовании новых водо- родных связей. s (NH2)2 и as (NH2)2 соответствуют колебания 3360 и 3460 см-1 . В области карбонильного поглощения К валентным колебаниям амидной СО группы в интенсивная полоcа при 1675 см-1 относится к (CО) спектре монохлорацетата мочевины отнесена полоса группы. Полоса поглощения s(CN) и (NH2) соот- поглощения с максимумом при 1640 см-1, т.е. по ветственно наблюдается при 1015, 1075 и 1625 см-1, сравнению со свободной молекулой мочевины, она a as(CN) 1470 см-1 смешена в низкочастотную область, что вызвана удли- нением этой связи в результате протонирования В ИК спектре монохлоруксусной кислоты частота кислорода амидной группы. колебания (СО) обнаружены при 1735 см-1, а вне- плоскостные деформационные колебания (ОН) и В ИК спектре бис-монохлорацетат мочевины к (С-Сl), соответственно, при 948 и 650-660 см-1. валентным колебаниям амидной СО группы отнесены В спектре монохлорацетата мочевины - частоты 1640 см-1, a s(NH) и аs(NH) группы полос CO(NH2)2•ClCH2COOH исчезает полоса поглошения при 3335-3380 и 3490 см-1. Частоты 1320 и 1560 см-1 1735 см-1, характерные для (СО) группы карбоксила обусловлены валентным симметричным и антисим- свободный кислоты. Вместо нее появляютcя две метричным колебанием ионизированной (COO-) полосы при 1315 и 1555 см-1, обусловленные, соот- ветственно, симметричным и антисимметричным группы, а 1725 cм-1 (CO) неионизированной кар- валентным колебаниям ионизированной COO- боксильной группы. Это указывает на неравноцен- группы, что указывает на участие последней при ность двух молекул монохлоруксусной кислоты в образовании солевых связей. Понижение значения соединении CO(NH2)2•2ClCH2COOH. частоты колебания (С-Сl) на 65-70 см-1 свидетель- ствует об участие атома хлора в образовании новой В области частот валентных колебаний связей водородной связи с NH2 группой мочевины. (C–Cl) наблюдается две полосы поглощения. Полоса при 660 см-1 отнесена к валентным колебаниям связей В области частот валентных колебаний связей N – (C–Cl), не участвующих в специфическом взаимо- H наблюдается широкая полоса поглощения. Спектр действии с молекулой мочевины, а частота с макси- в этой области размыт из-за неэквивалентности амино- мумом 615 см-1 обусловлена валентным колебанием групп. К валентным антисимметричным колебаниям (С-Сl) связей, участвующих в образование новых связей N – Н отнесена полоса 3470 см-1, а частота водородных связей с NH2 группой мочевины. 3350 см-1 обусловлена валентными симметричными колебаниями этих связей. Полоса симметричных Таким образом, по данным ИК спектроскопиче- валентных колебаний s(NН) незначительно смеща- ского анализа, установлено, что связь между мочеви- ется в низкочастотную область, что указывает на ной и монохлоруксусной кислотой в монохлорацетате и бис-монохлорацетате мочевины осуществляется за счет протонирования кислорода СО группы мо- чевины и водородной связи. Список литературы: 1. Абдурахманов У.К., Холбоев Ю.Х. Фазовые равновесия в водных системах из трихлорацетата и тиомоче- вины //Universum: химия и биология. – 2020. – №. 9 (75). – С. 80-82. 2. Абдурахманов У.К. Синтез дефолиантов на основе карбамида, тиокарбамида, аммиака, 2-хлорэтилфосфоновой, фосфорной, моно-и трихлоуксусных кисл : дис. – Ташкент. : Автореф. дис… канд. хим. наук, 1991. 3. Абдурахманов У.К. Физико-химическое изучение процесса образования 2-хлорэтилфосфоната мочевины // Universum: химия и биология. – 2021. – №. 5-2 (83). – С. 45-50. 4. Абдурахманов У.К. Физико-химическое изучение системы из мочевины, фосфорной кислоты и монохлора- цетата //Экономика и социум. – 2020. – №. 11. – С. 410-416. 5. Справочник по растворимости /Отв. ред. В.В.Кафаров. -М. -Л.: АН СССР, 1961. - Т. I. - Кн. I. - 960 с. 6. Торпуджиян М.К., Бойко В.Ф., Бергман А.Г. Политерма растворимости в системе борная кислота - мочевина – вода /Журн. неорг. химии. - Т. 2. - № 12. -С. 2807-2812. 7. Сулайманкулов К., Бергман А.Г. Политерма тройной системы вода - мочевина - сульфат аммония / Журн. неорг. химии. -1967. - Т. 2. - № 9. - С. 2226-2230. 8. Амилова Д.А., Закиров Б.С., Кучаров Х., Беглов Б.М. Политерма растворимости в системе мочевина - глицин – вода //Узб.хим.журнал. - 1984. - № 2. - С. 66-67. 9. Закиров Б.С., Амилова Д.А., Кучаров Х., Беглов Б.М. Политерма растворимости в системе мочевина - лейцин – вода // Докл. АН УзССР. - 1984. - № 10. - С. 32-33. 10. Беглов Б.М., Амилова Д.А., Закиров Б.С., Кучаров Х. Политерма растворимости системы мочевина - метионин – вода // Докл. АН УзССР. - 1984. - № 9. - С. 35-36. 11. Сулайманкулов К. Соединения карбамида с неорганическими солями. - Фрунзе: Илим, 197I. - 224 с. 42

№ 7 (97) июль, 2022 г. ЭЛЕКТРОХИМИЯ DOI - 10.32743/UniChem.2022.97.7.14012 АНОДНАЯ ПЕРЕРАБОТКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТХОДОВ ВОЛЬФРАМА В АММИАЧНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ С ДОБАВКОЙ НИТРАТА АММОНИЯ Рузиев Улугбек Нематович главный инженер НПО АО “Алмалыкский ГМК”, Республика Узбекистан, г. Алмалык Расулова Ситора Нормуратовна докторант, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Гуро Виталий Павлович зав. лабораторией «Металлургические процессы и материалы», Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Шарипов Хасан Турабович директор, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент Ибрагимова Матлуба Анваровна ст. науч. сотр., Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан Республика Узбекистан, г. Ташкент, Эрназаров Умид Рустамович соискатель, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент ANODIC PROCESSING OF TUNGSTEN METAL WASTE IN AMMONIA ELECTROLYTE WITH ADDITIVE AMMONIUM NITRATE Ulugbek Ruziev Chief Engineer of Scientific-Production Association JSC \"Almalyk MMC\" Republic of Uzbekistan, Almalyk Sitorabonu Rasulova Doctoral student, Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbekistan Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent Vitaliy Guro Manager of lab of «Metallurgical processes and materials» Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbekistan Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent _________________________ Библиографическое описание: АНОДНАЯ ПЕРЕРАБОТКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТХОДОВ ВОЛЬФРАМА В АММИАЧНОМ ЭЛЕКТРОЛИТЕ С ДОБАВКОЙ НИТРАТА АММОНИЯ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Рузиев У.Н. [и др.]. 2022. 7(97). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/14012

№ 7 (97) июль, 2022 г. Khasan Turabovich Sharipov Director, Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbekistan Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent Matluba Ibragimova Senior Researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbekistan Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent Umid Ernazarov Applicant, Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbekistan Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Образующиеся в процессе производства вольфрама, сплавов на его основе, металлические отходы подвергают рециклингу. Наиболее рациональная схема – переработка электрохимическим способом металлоотходов вольфрама в аммиачном электролите с добавкой нитрата аммония. Разработаны режимы их анодного растворения в элек- тролизной ванне с насыпным анодом. Предварительный расчет демонстрирует высокую технико-экономическую эффективность процесса. ABSTRACT Formed in the process of production of tungsten, alloys based on it, metal waste is subjected to recycling. The most rational scheme is the electrochemical processing of tungsten metal waste in an ammonia electrolyte with the addition of ammonium nitrate. The modes of their anodic dissolution in an electrolysis bath with a bulk anode have been developed. The preliminary calculation demonstrates the high technical and economic efficiency of the process. Ключевые слова: вольфрам, твердые сплавы, металлические отходы, анодное растворение, аммиачный электролит, добавка, нитрат аммония. Keywords: tungsten, hard alloys, metal waste, anodic dissolution, ammonia electrolyte, additive, ammonium nitrate. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Отход производства изделий из ме- ПРМиТС АО «Алмалыкский ГМК». Элементный таллического вольфрама и его сплавов подлежит пе- анализ выполняли на Agilent 7500IСP и искровом реработке, для чего применяют сплавление с эмиссионном спектрометре, электрохимические нитратами [1], растворение в щелочной среде измерения - на потенциостате ПИ-50-1, электролиз - (автоклав) [2], в диметилформамиде с хлором [3], в в ванне объемом 6 дм3, открытым верхом, источни- растворе пероксида водорода [4], электрохимическое ком постоянного тока (50 А, 24 В); 3 кг W-отхода растворение в щелочных [5], нейтральных [6], кис- (1x1x1 см) загружали в пластиковую перфорирован- лотных средах [7-8], водно-органическом растворе ную корзину, с подводом анодного тока. По мере вы- NaCl [9], HCl [10], NaOH [11], аминов [12], аммиака паривания раствора объем доводили водой до 3-х дм3, [13]. Анодное растворение W в NaOH электролите контролируя плотность d=1.145-1.150 кг/дм3 и тем- затрудняет выделение паравольфрамата аммония. пературу 18-20 оС. Удобным в эксплуатации представляется электролит на основе аммиака, ввиду упрощенной схемы полу- Результаты и их обсуждение. Ввиду низкой чения этого целевого продукта. Из-за его низкой электропроводности 25% раствор аммиака, подбирали электропроводности целесообразно вводить в состав добавки к нему, повышающие электропроводность: компоненты, повышающие ее. соли Н2МоО4, NH4Cl, NH4NO3. Электролизное анод- ное растворение W в корзине заканчивали по дости- Цель: исследование технологических особен- жении плотности раствора d=1.15-1.17, что ностей электролизной переработки металлических соответствовало концентрации вольфрама 100-110 отходов вольфрама и его сплавов в растворах г/дм3 и не выше, во избежание ухудшения электро- электролитов на основе аммиака. проводимости и нарастания напряжения в цепи до максимума, а также риска преждевременной кри- Объекты и методы исследования. Объект ис- сталлизации паравольфрамата аммония (табл. 1). следования - отход производства W штабиков НПО 44

№ 7 (97) июль, 2022 г. Таблица 1. Влияние компонентов аммиачного электролита на выход по току процесса анодной переработки отхода вольфрама, в условиях: I = 20 A; tо 20 0C, 25% NH4OH, масса загрузки вольфрама 3 кг, объем электролита 3 дм3 Добавка Концентрация, г/л Напряжение, В выход по току, % H2WO4 25 13 95-97 NH4Cl 54 3 87-92 108 5 91-93 NH4NO3 80 9 92-95 160 5 94-97 Как следует из табл. 1, добавка H2WO4 до состава, 25% NH4OH, NH4NO3 150-160 г/дм3 – он 25 г/дм3 не привело к росту выхода по току (ВТ), использован в последующих экспериментах по разработанной технологической схеме (рис. 1). вплоть до напряжения 13 В, а повышение концентра- В соответствии со схемой рис. 1, проведены ба- цию выше 25 г/дм3 экономически нецелесообразно. лансовые опыты (табл. 2), с расходом 4 кг отхода вольфрама. Время до появления шлама на дне ванны Добавка NH4Cl экономически более эффективна, но 2-3 ч. она повышает коррозионную агрессивность элек- тролита в отношении металлической аппаратуры. Предпочтительна добавка NH4NO3 и электролит Рисунок 1. Схема процесса электрохимической регенерации вольфрама 45

№ 7 (97) июль, 2022 г. Таблица 2. Балансовые опыты электрохимической регенерации вольфрама Масса пере- Количество W Количество W Всего Расход Расход Деба- работанного в шламе в ПВА извлечено электро- аммиачной ланс, % вольфрама, энергии воды 25% г от растворен- г от растворен- W, % NH4OH, кг кг ного % ного W, % кВт∙ч 0.62 20.13 3.2 587.1 94.7 98.1 3.7 3.8 -1.9 0.62 30.05 4.8 572.9 92.4 97.2 3.5 3.9 -2.8 0.62 25.37 4.1 587.8 94.8 98.9 3.8 3.7 -1.1 0.57 15.74 2.8 543.8 95.4 98.2 3.6 3.5 -1.8 0.55 17.60 3.2 520.3 94.6 97.8 3.7 3.4 -2.2 0.620 29.15 4.7 584.0 94.2 99.9 3.6 3.8 -0.1 Примечание: В балансе учитывалось количество вольфрама в маточниках, в контрольных опытах оно не превышало 0.2-0.3% и учтено в графе «дебаланс». Расход электроэнергии и аммиачной воды дан в пересчете на переработку 1 кг метал- лических отходов вольфрама Продукты – щлам, из которого получали при 700 оС WO3, и ПВА (табл. 3). Таблица 3. Чистота ПВА, выделенного из W-отхода анодным растворением Примеси,% Партия 1 Партия 2 Мо 0.02 0.010 Fe2O3 0.004 0.002 CaO 0.008 0.002 As 0.003 0.001 SiO2 0.002 NaCl не опред. 0.010 не опред. Из табл. 3 следует, что извлечение вольфрама Заключение. Разработана технологическая схема составляет 98.3%. Расход аммиачной воды 3.4-3.9 кг электрохимического способа регенерации вольфрама на 1 кг отхода, что в два раза больше теоретического из металлических отходов. Установлены оптимальные значения. Дополнительный расход аммиака связан условия процесса в аммиачном электролите с добав- с его испарением. кой нитрата аммония, а также эффективность при- менения насыпного анода из раздробленного вольфрама, получены данные, позволившие рас- считать экономический эффект. Список литературы: 1. Зеликман А.Н., Никитина А.С. Вольфрам. М.: Металлургия, 1978, 272. 2. Пирматов Э.А. Физико-химические основы и разработка технологии комплексной переработки вольфрамо- содержащего сырья. Автореф. дис. д.т.н. Алматы. 2003, 50 с https://rusneb.ru/cata- log/000200_000018_RU_NLR_bibl_476201. 3. Печенкина Е.Н. Окислительное растворение молибдена, вольфрама и рения при хлорировании в органической среде. Дисс на соис уч ст. к.х.н. М. 2005. 4. Ганиев Ш.У. О кинетике и продуктах растворения молибдена и вольфрама в перекиси водорода // Журн. неорганич. химии. 1973. Т.18. N 3. C.709-711. 5. Ким Г.Ч., Гуро В.П. Электрохимическая переработка отходов Мо,W в щелочном растворе // Узб. хим. ж. 1997. - № 2. - С.72-76. 6. Ганиев Ш.У., Исмаилов Н.П., Гуро В.П. Анодное растворение металлических отходов молибдена и вольфрама в нейтральных растворах // Химия и химическая технология – 2004. - №1-2. - С. 59-61. 7. V.P. Guro, Molybdenum Dissolution in Mixtures of H2O2 and Concentrated HNO3 and H2SO4 in the Presence of Tungsten (2008), Inorganic Materials, Vol. 44, No. 3, pp. 291–295. © Pleiades Publishing, Ltd., 2008. Original Russian Text © DOI: 10.1134/S0020168508030059. 8. Палант А.А. Патент RU 2340707. Способ электрохимической переработки металлических отходов вольфрама или рения. Опубл. 10.12.2008. 46

№ 7 (97) июль, 2022 г. 9. Козлова Н.Б. Электрохимическое растворение молибдена, вольфрама и сплавов на их основе в водных и водно-органических растворах электролитов. Дисс. на соис. уч. ст. к.т.н. г. Иваново. - 2003. 131 с. 10. Коленков В.В. Патент SU 233922 A1. Электрохимический способ растворения металлического вольфрама. Опубл. 1968.12.24. 11. Левин А.М. Влияние карбоната натрия на предельный ток растворения вольфрама и молибдена в растворах NaOH. В сб. статей Междунар. н.-практ. Конф. «Концепции фундаментальных и прикладных научных иссле- дований». - 20.02.2017 г. В 4 ч. - Уфа: АЭТЕРНА, 2017. – ч. 4. С.17-19. 12. Павловский В.А. Патент SU 1794108 A3. Способ переработки отходов металлического вольфрама. Заяв. № 4936980, опубл. 1993-02-07. 13. Палант A.A. Физико-химические и технологические основы электрохимической переработки отходов метал- лического вольфрама. Технология металлов,- 2003.- № 11.- С. 3-7. 47

№ 7 (97) июль, 2022 г. DOI - 10.32743/UniChem.2022.97.7.14011 АНОДНОЕ РАСТВОРЕНИЕ И КРИВЫЕ ЗАРЯЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ВОЛЬФРАМА В РАСТВОРАХ ЕДКОГО КАЛИ Рузиев Улугбек Нематович главный инженер НПО АО “Алмалыкский ГМК”, Республика Узбекистан, г. Алмалык Расулова Ситора Нормуратовна докторант, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Гуро Виталий Павлович зав. лабораторией «Металлургические процессы и материалы», Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Ибрагимова Матлуба Анваровна ст. науч. сотр., Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент Ким Сергей Николаевич науч. сотр. химического факультета Национального Университета Узбекистана, Республика Узбекистан, г. Ташкент Эрназаров Умид Рустамович соискатель, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент ANODE DISSOLUTION AND CHARGING CURVES OF THE SURFACE OF TUNGSTEN IN CAUSTIC POTASH SOLUTIONS Ulugbek Ruziev Chief Engineer of Scientific-Production Association JSC \"Almalyk MMC\", Republic of Uzbekistan, Almalyk Sitorabonu Rasulova Doctoral student, Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbekistan Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent Vitaliy Guro Manager of lab of «Metallurgical processes and materials» Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbekistan Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent _________________________ Библиографическое описание: АНОДНОЕ РАСТВОРЕНИЕ И КРИВЫЕ ЗАРЯЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ВОЛЬФРАМА В РАСТВОРАХ ЕДКОГО КАЛИ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Рузиев У.Н. [и др.]. 2022. 7(97). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/14011

№ 7 (97) июль, 2022 г. Matluba Ibragimova Senior Researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbekistan Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent Sergey Kim Researcher, Faculty of Chemistry, National University of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent Umid Ernazarov Applicant, Institute of General and Inorganic Chemistry of Uzbekistan Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ При производстве вольфрама, сплавов на его основе и твердых сплавов нередко образуются металлические отходы, требующие переработки для регенерации вольфрама. Изучены электрохимические характеристики анодного растворения вольфрама в растворах едкого кали в диапазоне концентраций до 5 М. Использован метод записи кривых анодного заряжения вольфрамового электрода, показан ступенчатый характер изменении его потенциала. Методом вольтамперометрии выявлен изгиб поляризационных кривых. ABSTRACT In the production of tungsten and its alloys, hard alloys, metal waste is often generated that requires processing for the regeneration of tungsten. The electrochemical characteristics of the anodic dissolution of tungsten in caustic potash solutions in the concentration range up to 5 M were studied. The method of recording the curves of anodic charging of the tungsten electrode was used, and the stepwise nature of the change in its potential was shown. Voltammetry revealed a bend in the polarization curves. Ключевые слова: металлические отходы, вольфрам, твердые сплавы, раствор едкого кали, потенциал поверхности, анодное заряжение электрода. Keywords: metal waste, tungsten, hard alloys, caustic potash solution, surface potential, anodic charging of the electrode. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Техногенный вольфрам (W) локали- Объекты и методы исследования. Потенциал () зован в отходах производства изделий порошковой металлургии, вольфрамовых и быстрорежущих ста- W-электрода, проволоки  0,05 мм, ГОСТ 29103-91, лей, твердых сплавов. Для его регенерации применяют в термостатированных (20 оС) растворах КОН, сплавление с нитратами и нитритами щелочных металлов [1-2], однако, из-за высокой энергоемкости концентрацией до 5 М, а также i- измерения вы- процесса, идет поиск экономичных альтернативных полнены на потенциостате ПИ-50-1, с отсчетом схем. Среди них - окислительные химические методы: в автоклаве [3], хлорное растворение в диметилфор- значения  относительно оксидно-ртутного (о.р.э.) мамиде [4], в растворах пероксида водорода [5], электрода (рН>7) и хлорид-серебряного (х.с.э.) электрохимические технологии в щелочных и нейтральных [6] средах. Так, отделению вольфрама (рН7), с пересчетом на нормальный водородный от молибдена способствует нерастворимость его в электрод (н.в.э.), анализ растворов - спектрометри- смеси азотной и серной кислот [7-8]. Для анодного чески (Agilent 7500 IСP). растворения W применяют растворы аммиака [9], аминов [10], хлорида натрия в водно-органических Результаты и их обсуждение. Приоритетом при средах [11], едкого натра [12]. Применение едкого переработке отходов вольфрама является его анод- кали мало изучено. ное растворение в щелочах, поэтому его изучение начато со съема кривых анодного заряжения (к.а.з.) в Цель исследования: изучение электрохимических растворах КОН, моль: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0, без переме- характеристик процесса анодного окислительного шивания, плотность анодного тока i (анод) 200 мА/см2. растворения вольфрама в растворах едкого кали. К.а.з. электрода снимали в течение 1-2 ч, с предва- рительной его катодной поляризацией i (катод) 200 мА/см2, в течение 10 мин. 49

№ 7 (97) июль, 2022 г. a bc d fg Рисунок 1. Кривые анодного заряжения W электрода в растворе КОН, М: a - 1,0; b - 1,5; c - 2,0; d - 2,5; f - 3,0, зависимость потенциала площадок анодного заряжения от логарифма концентрации КОН в растворе (g). Обозначение: номера 1-2-3 на (g) отвечают номерам площадок на (a–f) графиках Кинетические зависимости потенциала поверхно- новый электродный процесс: оксидирование (переход сти W-электрода – к.а.з. в растворе КОН имеют вид от 1-й ко 2-й площадке), или выделение кислорода площадок потенциала (рис. 1 a-f). Нижняя площадка на (к площадке 3). графиках отвечает потенциалу выделения водорода, верхняя – кислорода. Промежуточные - соответствуют Рис. 1g подтверждает это суждение: потенциал равновесным потенциалам растворения металла и выделения О2 на W при ia = 200 мА/см2, является ли- нейной функцией от lgCKOH. Зависимость потенци- образования оксидов, в координатах -lgCKOH они ала анодного растворения вольфрама, при той же имеют вид прямых (рис. 1g): №1 соответствует равно- плотности тока, также выражается линейной функ- весному состоянию W со степенью окисления +4, +5, цией от логарифма СКОН, т.е. в кинетическом отно- №2 - W +6, №3 – разряду молекул воды или гидрок- шении процесс анодного растворения металла ведет сил–ионов до О2. себя аналогично процессу выделения водорода и кис- лорода на поверхности W-электродов Угловой коэффициент наклона зависимостей Из рис. 2 и 3 видно, что поляризационные кривые -lgCKOH (№1, 2, 3 рис.1g) равен 0,6, что свидетель- анодного растворения вольфрама экстраполируются ствует о стадийности гетерогенных реакций [13]. на более положительные значения электродных потенциалов. Аналогичную картину сдвига потен- Следует отметить, что для приближения экспе- циала  в положительную область мы наблюдали риментально измеренного значения  к термодина- мически рассчитанному равновесному потенциалу и на кинетических зависимостях  (рис. 1). вольфрама [14] требуется применение низкой плот- Представляется, что смещение поляризационных ности тока. Тогда площадке подбирают термодина- мически разрешенную реакцию образования. Наш кривых процесса анодного растворения вольфрама в случай анодного заряжения W, когда применяется растворах едкого кали в положительную область по- высокая плотность анодного тока, 200 мА/см2 (в про- тенциалов, относительно их значений стандартных тивном случае оксидная пленка не сохраняется, потенциалов, связано с влиянием фактора кинетиче- растворяясь в растворе КОН), не может быть так ского характера, а именно, с обеднением прианодного интерпретирован. Предложено следующее объяс- слоя электролита (по мере повышения ia) гидроксил- нение феномену. Если поверхностный слой анода ионами и обогащения молекулами воды (т.е. с не пассивирован (не покрыт оксидно-гидроксидным наступлением концентрационной поляризации – слоем) [15-16], препятствующим электролизу, металл медленной стадии их диффузии). Такая смена при- растворяется. Преодоление пассивации сдвигом роды разряжающихся на аноде частиц означает смену потенциала дальше в анодную область, запускает механизма процесса [13]. 50

№ 7 (97) июль, 2022 г. Рисунок 2. Поляризационные Рисунок 3. Поляризационные Рисунок 4. Зависимости кривые анодного растворения W: кривые анодного растворения потенциала W-электрода φ(В) - i (mA/cm2) в растворах КОН, при iа = 10 мА/см2, 250С. W: φ(В)-lgi (mA/cm2) при 25 0С, концентрацией, М: в растворах КОН, при 25 0С, от СКОН, (моль), в виде -С концентрацией, М: 1- 0,0; 1 - 0,0; 2 - 1,0; 3 - 5,0. и  -lgС кривых. 2 - 1,0; 3 - 5,0. О смене механизма анодной реакции свидетель- Заключение. Изучено анодное поведение вольфрама в растворах электролитов на основе едкого ствует изгиб поляризационных кривых lgi- (рис. 3), кали, при комнатной температуре в диапазоне означающий возрастание роли молекул воды в концентраций щелочи от нуля до 5 М. Методом разряде, в результате чего на аноде образуются кривых анодного заряжения W, при плотности тока атомы кислорода не только за счет разряда ионов 200 мА/см2, показан ступенчатый характер измене- гидроксила, но и молекул воды. На рис 3 виден нии потенциала поверхности. Методом вольтампе- сдвиг потенциала анода в положительную область рометрии, в диапазоне плотности тока 10-80 мА/см2, по мере роста концентрации гидроксил-ионов – от выявлен изгиб поляризационных кривых, свидетель- нейтральной среды до 5М раствора КОН. На основе ствующий о смене механизма процесса растворения рис. 3 построен рис. 4 - зависимость потенциалов вольфрама. W-электродов, при анодной плотности тока 10 мА/см2, от концентрации КОН в растворе. Список литературы: 1. Зеликман А.Н., Никитина А.С. Вольфрам. М.: Металлургия, 1978, 272. 2. Никитина Л.С. Производство вольфрама из вторичного сырья. Цветные металлы. 1989, No. 9, 84. 3. Ruziev U.N., Guro V.P., Sharipov Kh.T., Kayumov B.B., Niyazmatov A.A. Raw materials for modified hard alloys based on tungsten carbide. Chem. J. Kaz., 2022, 1(77), 37-50. DOI: 10.51580/2022-1/2710-1185.55 (In Russ.). 4. Печенкина Е.Н. Окислительное растворение молибдена, вольфрама и рения при хлорировании в органической среде. Дисс на…к.х.н. М., 2005. 98 с. 5. Ганиев Ш.У., Артыкбаев Т.Д., Цыганов Г.А. О кинетике и продуктах растворения молибдена и вольфрама в перекиси водорода // Журн. неорганич. химии. 1973. Т.18. N 3. C.709-711. 6. Ганиев Ш.У., Исмаилов Н.П., Гуро В.П. Анодное растворение металлических отходов молибдена и вольфрама в нейтральных растворах // Химия и химическая технология, Ташкент, 2004, №1-2. С. 59-61. 7. Ибрагимова М.А., Гуро В.П. и др. Состав травильной жидкости для снятия вольфрамовых спиралей с молиб- деновых кернов. - Патент РУз 04223. - Зарег. 22.12.1999. – Заяв. № IHDP 9800820.1.- Приор. 23.11.1998. 8. V.P. Guro, Molybdenum Dissolution in Mixtures of H2O2 and Concentrated HNO3 and H2SO4 in the Presence of Tungsten (2008), Inorganic Materials, Vol. 44, No. 3, pp. 291–295. DOI: 10.1134/S0020168508030059. 9. Палант А.А. и др. Патент Ru 2340707. Способ электрохимической переработки металлических отходов воль- фрама или рения. Опубл. 10.12.2008. 10. Павловский В.А. и др. Патент SU 1794108 A3. Способ переработки отходов металлического вольфрама. Заяв. № 4936980, опубл. 1993-02-07. 11. Козлова Н.Б. Электрохимическое растворение молибдена, вольфрама и сплавов на их основе в водных и водно-органических растворах электролитов. Дисс. на соис. уч. ст. к.т.н. г. Иваново. - 2003. 131 с. 12. Березина С.Л., Горячева В.Н., Двуличанская Н.Н. Анодное поведение вольфрама с различной поверхностной структурой в щелочном электролите, Успехи современного естествознания 2017.–№4.–С.7-11; URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=36426. 13. Феттер К. Электрохимическая кинетика. - М.: Химия, 1967.- 856 с. 51

№ 7 (97) июль, 2022 г. 14. Добош, Д. Электрохимические константы: справочник для электрохимиков. Под ред. Я.М. Колотыркина. Пер. с англ. и венг. В.А. Сафонов. - М.: Мир, 1980. - 365 с. 15. Колотыркин Я.M. Коррозия металлов. Отредактировано 03.08.2020. Серия \"Защита металлов от коррозии\". - М.: Металлургия, 1985. - 88 с. 16. J.R. Scully, K. Lutton, in Encyclopedia of Interfacial Chemistry, 2018. 52

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ № 7(97) Июль 2022 Часть 2 Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 55878 от 07.11.2013 Издательство «МЦНО» 123098, г. Москва, улица Маршала Василевского, дом 5, корпус 1, к. 74 E-mail: [email protected] www.7universum.com Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-ма- кета в типографии «Allprint» 630004, г. Новосибирск, Вокзальная магистраль, 3 16+

UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ Научный журнал Издается ежемесячно с ноября 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: химия и биология Выпуск: 7(97) Июль 2022 Часть 3 Москва 2022

УДК 54+57 ББК 24+28 U55 Главный редактор: Ларионов Максим Викторович, д-р биол. наук; Члены редакционной коллегии: Аронбаев Сергей Дмитриевич, д-р хим. наук; Безрядин Сергей Геннадьевич, канд. хим. наук; Борисов Иван Михайлович, д-р хим. наук; Винокурова Наталья Владимировна – канд. биол. наук; Гусев Николай Федорович, д-р биол. наук; Даминова Шахло Шариповна, канд. хим. наук, проф; Ердаков Лев Николаевич, д-р биол. наук; Кадырова Гульчехра Хакимовна, д-р биол. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Козьминых Елена Николаевна, канд. хим. наук, д-р фарм. наук; Кунавина Елена Александровна, канд. хим. наук; Левенец Татьяна Васильевна, канд. хим. наук; Муковоз Пётр Петрович, канд. хим. наук; Рублева Людмила Ивановна, канд. хим. наук; Саттаров Венер Нуруллович, д-р биол. наук; Сулеймен Ерлан Мэлсулы, канд. хим. наук, PhD; Ткачева Татьяна Александровна, канд. хим. наук; Харченко Виктория Евгеньевна, канд. биол. наук; U55 Universum: химия и биология: научный журнал. – № 7(97). Часть 3. М., Изд. «МЦНО», 2022. – 52 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/nature/archive/category/797 ISSN : 2311-5459 DOI: 10.32743/UniChem.2022.97.7-3 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 24+28 © ООО «МЦНО», 2022 г.

Содержание 5 5 Papers in english 5 5 Biological sciences 5 General biology 10 Virology 10 COMPARATIVE ANALYSIS OF THE EFFECTIVENESS OF «BACTERIOPHAGE SALMONELLA 10 POLYVALENT» - “MEDIPHAG” AND CIPROFLOXACIN IN CLINICAL TRIALS Muhabbat Jumaniyazova 15 Qahramon Davranov 15 Physico-chemical biology 19 Biochemistry 19 THE ROLE OF FATS REGULATING GENES IN THE DEVELOPMENT 19 OF METABOLIC SYNDROME Muxlisa Maxmudova 23 Sobir Khamraev Kodirjon Boboev 27 Physiology and biochemistry of plants 27 INFLUENCE OF EXOGENOUS ABSCISIC ACID ON THE LEVELS OF COTTON OSMOLYTES 32 UNDER SALINITY Karomat Kuldoshova 32 Akhunov Akhunov 35 Chemistry sciences 35 High-molecular connections EFFECT OF Bombyx Mori CHITOSAN ON THE SYNTHESIS OF HIGH MOLECULAR MASS POLYACRYLAMIDE Ulbozor Jumartova Nurad Bozorov Valentin Kudyshkin Sayyora Rashidova PHYSICO CHEMICAL PROPERTIES OF SULFOCATIONITE BASED ON WALNUT SKIN NUMA Nargiza Eshniyazova Murod Jo’raev Ulugbek Mamasoliev Colloid chemistry SEPARATION OF SUSTAINABLE EMULSIONS IN THE INSTALLATION OF PREPARATION OF OIL WITH USING DEMULGUATORS OF DIFFERENT NATURE AND MICROWAVE RADIATION Bobirzhon Adizov Rasulbek Eshmetov Dilnoza Salikhanova Rasul Usmanov Inorganic chemistry PHYSICO-CHEMICAL ANALYSIS OF FURFUROLIDENDIUREA BASED ON FURFURAL AND UREA Saidmurod Mukhammedov Ibrokhim Askarov Khayatulla Isakov Organic chemistry SYNTHESIS AND PROPERTIES OF HALOGEN DERIVATIVES BASED ON Β-CYANO ETHYL ESTERS OF ACETYLENIC AMINO ALCOHOLS Mansur Sodikov Erkhan Turgunov Sarvigul Khuzhanazarova Davron Tursunov

CHEMICAL COMPOSITIONS OF BIODEGRADABLE DISPOSABLE TABLEWARE BASED 45 ON CORN BRAN Madinabonu Dilmurod qizi Khamdamova Ibrokhimjon R. Asqarov

№ 7 (97) июль, 2022 г. PAPERS IN ENGLISH BIOLOGICAL SCIENCES GENERAL BIOLOGY VIROLOGY DOI - 10.32743/UniChem.2022.97.7.14030 COMPARATIVE ANALYSIS OF THE EFFECTIVENESS OF «BACTERIOPHAGE SALMONELLA POLYVALENT» - “MEDIPHAG” AND CIPROFLOXACIN IN CLINICAL TRIALS Muhabbat Jumaniyazova Independent researcher of the Institute of Microbiology of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan Republic of Uzbekistan, Tashkent E-mail: [email protected] Qahramon Davranov Doctor of Science, Prof. Institute of Microbiology, Uzbekistan Academy of Sciences, Republic of Uzbekistan, Tashkent E-mail: [email protected] СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ «BACTERIOPHAGE SALMONELLA POLYVALENT» - “MEDIPHAG” И ЦИПРОФЛОКСАЦИНА В КЛИНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Жуманиёзова Мухаббат Баҳтияровна независимый науч. сотр. Институт микробиологии Академии наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент Давранов Қахрамон Давранович д-р биол. наук, проф., Институт микробиологии Академии наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент ABSTRACT In this study, the «Bacteriophage salmonella polyvalent» - “MediPhag” produced by “ASIA IMMUNOPREPARAT” LLC was studied by comparing the results of the use of the drug in liquid and capsule form and the antibiotic ciprofloxacin in the treatment of acute intestinal inflammation in clinical trials. АННОТАЦИЯ В данном исследовании был изучен производства “ASIA IMMUNOPREPARAT” ООО «Bacteriophage salmonella polyvalent» - “MediPhag” путем сравнения результатов применения препарата в жидкой и капсульной форме и антибиотика ципрофлоксацина при лечении острого воспаления кишечника в клинических испытаниях. _________________________ Библиографическое описание: Jumaniyazova M., Davranov Q. COMPARATIVE ANALYSIS OF THE EFFECTIVE- NESS OF «BACTERIOPHAGE SALMONELLA POLYVALENT» - “MEDIPHAG” AND CIPROFLOXACIN IN CLINICAL TRIALS // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2022. 7(97). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/14030

№ 7 (97) июль, 2022 г. Keywords: «Bacteriophage salmonella polyvalent» - “MediPhag” , Ciprofloxacin, Salmonella, Bacteriophage. Ключевые слова: «Bacteriophage salmonella polyvalent» - “MediPhag”, ципрофлоксацина, Salmonella, Бактериофаг. ________________________________________________________________________________________________ Introduction. Salmonellosis is an infectious in capsules, 3 capsules 3 times a day, an hour before disease caused by numerous serotypes of more than meals for 5 days. The capsules were taken orally. The 2200 bacteria of the genus Salmonella [7]. They are second subgroup was prescribed «Bacteriophage characterized by a variety of clinical manifestations salmonella polyvalent» - “MediPhag” liquid 20 ml 3 from asymptomatic carriage and mild forms of times a day one hour before meals for 5 days. In both gastroenteritis to severe generalized forms of the disease cases, the drug «Bacteriophage salmonella polyvalent» occurring with pronounced intoxication and prolonged - “MediPhag” was taken against the background of basic fever (typhoid-like septicopyemiemic form) [3]. The therapy (analgesics, antispasmodics and rehydration high resistance of Salmonella to antibiotics to the main therapy). means of etiotropic therapy of patients with this pathology, the emergence of multidrug-resistant Patients in the control group (30 people) received variants of the pathogen poses the problem of finding standard therapy: ciprofloxacin tablets (500 mg) were new medicinal antimicrobial agents created on the basis taken orally 2 times a day, after meals with a small of modern biotechnologies [6]. amount of water, for 5 days against the background of basic therapy. After the end of taking the drugs (day 5), One of the directions in solving this complex all patients were examined according to the following problem is the use of therapeutic and prophylactic scheme. Clinical examination: assessment of the general preparations of bacteriophages that provide a specific condition (nausea, vomiting, diarrhea, abdominal pain, lytic effect on the pathogen and do not have adverse headache, dry skin), heart rate, blood pressure, pulse, toxic and allergic reactions to the human body [8]. In temperature. Clinical tests: complete blood count, urine, conditions of increasing resistance of microorganisms to general analysis of feces. Biochemical analyzes: hemo- antibiotics, bacteriophages are increasingly being used globin, erythrocytes, leukocytes and erythrocyte sedi- in clinical practice [1]. Anti-Salmonella bacteriophages mentation rate. Special types of examination: of groups A, B, C, D, E (Bacteriophage Salmonellae gr. microbiological examination of feces [4, 11, 9]. A B C D E) appeared on the market, for example from Microgen FSUE NPO Russia. Tolerability of drugs was assessed according to the following scale. On examination and lab. studies In Uzbekistan, the company AZIYA and dynamics do not reveal any pathological changes or IMMUNOPREPARAT LLC began to produce the anti- clinically significant and the patient does not notice ad- salmonella drug «Bacteriophage salmonella verse reactions (4 points) polyvalent» - “MediPhag” in the dosage form of capsules and liquids in 20 ml vials for oral use. It is a On examination and laboratory. studies and dynam- sterile purified filtrate of phagolysates of salmonellosis ics do not reveal minor changes that are transient and do bacteria S. typhimurium, S. newport, S. enteritidis, not require a change in the treatment regimen with the S. moscow, S. paratyphi B, S. agama and S. yava with a study drugs, and the patient notes manifestations of mi- phage titer of at least 1*106 PFU/ml. The aim of the nor adverse reactions that do not cause serious problems study was to study the clinical tolerability of the drug (3 points). «Bacteriophage salmonella polyvalent» - “MediPhag” for oral and rectal use in comparison with the drug On examination and laboratory. studies and dynam- Ciprofloxacin. ics do not reveal significant changes that do not require additional measures and the patient notes manifestations Material and methods. Patients over 18 years of of adverse reactions that have a negative impact on his age with acute diarrhea of identified salmonella serovars condition but do not require discontinuation of the drug (S. typhimurium, S. newport, S. enteritidis, S. moscow, (2 points). S. paratyphi B, S. agama, S. yava) were selected for the study. The patients were divided into 2 groups of 30 On examination and laboratory. studies and dynam- people. For the distribution of subjects into groups the ics do not reveal significant changes and the patient method of simple randomization was used. The initial notes manifestations of adverse reactions that have a table of distribution of patients by groups was formed on negative impact on his condition and require discontin- the basis of random numbers obtained using the Graffad uation of the drug (1 point). Prism (ANOVA) random number generation function. There were 13 women and 17 men in the study group On examination and laboratory. studies and dynam- receiving «Bacteriophage salmonella polyvalent» - ics do not reveal significant changes and the patient “MediPhag”, and in the control group receiving notes manifestations of adverse reactions that require Ciprofloxacin there were 8 women and 22 men. The discontinuation of the drug and additional medical average age in the main group was 29.7±2.0; and in the measures - 0 points [2, 5, 10]. comparison group 34.1±2.5 (p≥0.05). Results and Discussion. The results of the exami- Patients of the study group were divided into 2 sub- nation of patients who took «Bacteriophage salmonella groups of 15 people. The first subgroup was prescribed polyvalent» - “MediPhag” and ciprofloxacin are pre- «Bacteriophage salmonella polyvalent» - “MediPhag” sented in Figure 1 - 3. When patients were given MediPhag and ciprofloxacin there was no significant difference between systolic and diastolic heartbeats and 6

№ 7 (97) июль, 2022 г. changes in body temperature. It was found that the taking the drug was also determined. The number of number of systolic contractions of the heart before diastolic heartbeats in patients before taking MediFag taking the drug «Bacteriophage salmonella polyvalent» - was 68, while after taking the drug, an increase of “MediPhag” in patients was 105, and the number of 72 was observed. contractions after taking the drug increased to 110. It was found that the number of systolic contractions of the Also, the number of diastolic contractions of the heart in patients before taking the drug ciprofloxacin heart in patients before taking Ciprofloxacin was 67, and was 109, and after taking the drug increased to 110. after taking the drug 71. Based on the clinical results obtained, the following conclusions can be drawn. An increase in the number of cardiac systolic Cardiac stress was not detected when patients were contractions was observed after patients received taking MediFag. The number of systolic and diastolic MediFag and ciprofloxacin. The number of diastolic contractions was also normal, blood pressure was contractions of the heart in patients before and after normal. Figure 1. A) B) Figure 1. Number of systolic and diastolic heart contractions when patients are given «Bacteriophage salmonella polyvalent» - “MediPhag” and Ciprofloxacin. A) Before taking the drug; C) After taking the drug Symptoms such as nausea, vomiting, diarrhea, in patients receiving «Bacteriophage salmonella abdominal pain, headache, and dry skin were also reduced polyvalent» - “MediPhag” and Ciprofloxacin Table 1. Table 1. Points of change of symptoms in patients before and after treatment with MediFag and Ciprofloxacin Indicators «Bacteriophage salmonella Ciprofloxacin polyvalent» - “MediPhag” Before treatment After treatment Before treatment After treatment Symptoms Nausea 1,7±0,2* 0,0 1,5±0,1* 0,1±0,1 Vomit 1,2±0,2* 0,0 Diarrhea 1,4±0,2* 0,0 2,3±0,2* 0,0 Bloating 1,1±0,1* 0,0 Stomach ache 2,4±0,1* 0,0 1,8±0,1* 0,03±0,0 1,2±0,1* 0,0 1,8±0,1* 0,03±0,0 Headache 0,5±0,1 0,0 0,1±0,1 0,0 Dry skin 0,2±0,1* 0,0 0,2±0,1* 0,0 Remark: * - significant difference in indicators in the compared groups – p>0.05 Biochemical and clinical studies were conducted in Differences in hemoglobin, erythrocytes, leukocytes and patients treated with «Bacteriophage salmonella erythrocyte sedimentation rate before and after drug polyvalent» - “MediPhag” and ciprofloxacin. administration were revealed Figure 2 and 3. 7

№ 7 (97) июль, 2022 г. A) B) Figure 2. Indications between hemoglobin (A) and erythrocyte sedimentation rate (V) in patients before and after taking «Bacteriophage salmonella polyvalent» - “MediPhag” and Ciprofloxacin The hemoglobin level was 115.2 g/l before taking rate was 10.2 mm/s before the administration of the drug «Bacteriophage salmonella polyvalent» - “MediPhag” and 6.8 mm/s after the administration of the drug. Results were expressed as mean values ± standard and 117.6 g/l after taking the drug. The hemoglobin deviations. GraphPad Prism 8.0.1 was used for statistical analysis. Twoway ANOVA with multiple comparisons level of ciprofloxacin was 119.6 g/l before taking the was performed to determine differences between groups. A p-value less than 0.05 was considered statistically drug and 117.6 g/l after taking the drug. The erythrocyte significant in all cases. sedimentation rate was 11.4 mm/s before taking «Bacte- riophage salmonella polyvalent» - “MediPhag” but decreased to 10.2 mm/s after taking the drug. When patients took ciprofloxacin, the erythrocyte sedimentation A) B) Figure 3. The level of erythrocytes (A) and leukocytes (V) in patients before and after taking «Bacteriophage salmonella polyvalent» - “MediPhag” and Ciprofloxacin There were no significant changes in the number of control groups was the same and amounted to 3.0±0.0 in erythrocytes and leukocytes before and after taking the both groups (p>0.05). The next objective of this clinical drug. Thus, it can be summarized that treatment with study was to study the comparative tolerability of the «Salmonella polyvalent bacteriophage» - “MediPhag” studied drugs. was highly effective in 28 patients out of 30 (93.3%) of the main group, which can be estimated at 3 points in Conclusion. As a result of the examination of the terms of efficiency. High efficiency from the use of the survey and laboratory studies of patients treated with the drug ciprofloxacin in the control group was also «Salmonella polyvalent bacteriophage» - “MediPhag” observed in 28 patients (93.3%), in whom the clinical and Ciprofloxacin, no adverse events and adverse symptoms of the disease stopped during therapy, and reactions were identified. Thus the tolerability of the drug laboratory parameters improved. Coprogram analysis «Salmonella polyvalent bacteriophage» - “MediPhag” returned to normal in 93.3% of patients after treatment: in capsules and liquid in vials is assessment as good in only 2 (6.6%) patients had a small amount of leukocytes. all 100% of patients no side effects were detected. Thus, the average efficiency score in the main and References: 1. Abdelkader K., Gerstmans H., Saafan A., Dishisha T., & Briers Y. (2019). The preclinical and clinical progress of bacteriophages and their lytic enzymes: the parts are easier than the whole. Viruses, 11(2), 96. 2. A.S., Safwat, A., Nofal, R., Elsayed, A., Makky, S., & El-Shibiny, A. (2021). Isolation and Characterization of Bac- teriophage ZCSE6 against Salmonella spp.: Phage Application in Milk. Biologics, 1(2), 164-176. 8

№ 7 (97) июль, 2022 г. 3. Abdelsattar A., Dawoud A., Makky S., Nofal R., Aziz R., & El-Shibiny A. (2022). Bacteriophages: From isolation to application. Current Pharmaceutical Biotechnology, 23(3), 337-360. 4. Abedon S.T. (2017). Bacteriophage clinical use as antibactertial “drugs”: Utility, precedent. Microbiol. Spectr.5, BAD-0003-2016. 5. Besser J.M. (2018). Salmonella epidemiology: A whirlwind of change. Food microbiology, 71, 55-59. 6. M.M. S., Nikkhahi F., Alimohammadi M., Douraghi M., Rajabi Z., Foroushani A.R., & Fardsanei F. (2019). Phage therapy as an approach to control Salmonella enterica serotype Enteritidis infection in mice. Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical, 52. 7. Duc H.M., Son H.M., Yi H.P. S., Sato J., Ngan P.H., Masuda Y., et al. (2020). Isolation, characterization and appli- cation of a polyvalent phage capable of controlling Salmonella and Escherichia coli O157:H7 in different food ma- trices. Food Res. Int. 131:108977. 8. Onsea J., Post V., Buchholz T., Schwegler H., Zeiter S., Wagemans J., & Metsemakers W.J. (2021). Bacteriophage Therapy for the Prevention and Treatment of Fracture-Related Infection Caused by Staphylococcus aureus: a Preclinical Study. Microbiology spectrum, 9(3), e01736-21. 9. Phongtang W, Choi GP, Chukeatirote E, Ahn J. (2019). Bacteriophage control of Salmonella Typhimurium in milk. Food Sci Biotechnol.; 28(1):297-301. 10. Rodwell E.V., Wenner N., Pulford C.V., Cai Y., Bowers-Barnard A., Beckett A., & Perez-Sepulveda B.M. (2021). Isolation and characterisation of bacteriophages with activity against invasive non-typhoidal Salmonella causing bloodstream infection in Malawi. Viruses, 13(3), 478. 11. Tang F., Zhang P., Zhang Q., Xue F., Ren J., Sun J., & Dai J. (2019). Isolation and characterization of a broad-spectrum phage of multiple drug resistant Salmonella and its therapeutic utility in mice. Microbial pathogenesis, 126, 193-198. 9

№ 7 (97) июль, 2022 г. PHYSICO-CHEMICAL BIOLOGY BIOCHEMISTRY DOI - 10.32743/UniChem.2022.97.7.13924 THE ROLE OF FATS REGULATING GENES IN THE DEVELOPMENT OF METABOLIC SYNDROME Muxlisa Maxmudova Student, Department of Biochemistry National University, Republic of Uzbekistan, Tashkent E-mail: [email protected] Sobir Khamraev Lecturer, Department of Biochemistry National University, Republic of Uzbekistan, Tashkent E-mail: [email protected] Kodirjon Boboev Professor, doctor of Medical Sciences, Republican specialized Scientific and Practical Medical Center of Hematology Republic of Uzbekistan, Tashkent РОЛЬ ГЕНОВ, РЕГУЛИРУЮЩИХ ЖИРЫ, В РАЗВИТИИ МЕТАБОЛИЧЕСКОГО СИНДРОМА Махмудова Мухлиса Маруф кизи студент, кафедра биохимии Национального Университета, Республика Узбекистан, г. Ташкент Хамраев Собир Хусенович преподаватель, кафедры биохимии Национального Университета, Республика Узбекистан, г. Ташкент Бобоев Кодиржон Тухтабаевич д-р мед. наук, проф. Республиканский специализированный научно-практический Медицинский центр гематологии Республика Узбекистан, г. Ташкент ABSTRACT It is known that impaired lipid metabolism is one of the important factors in the pathogenetic development of meta- bolic syndrome (MS). Variable environmental factors in disorders of lipid metabolism: non-compliance with dietary rules (in particular, excessive consumption of animal products and low consumption of vegetable oils), smoking, consumption of excessive alcoholic fatty foods and hypodynamics. A constant constant risk factor is the human genome. These variable and non-variable risk factors have been found to co-occur in most cases in the development of MS. This is because various environmental factors can alter the expression of genes in the human genome. One of the genes involved in lipid metabolism is ADRB2 (Beta-2 adrenergic receptor). The ADRB2 gene was dis- covered in 1987 by Kobilka and other authors on chromosome 5 - 5q32 (Gln27Glu polymorphism). The ADRB2 gene is composed of 1 exon, 2015 nucleotides, and 413 amino acids. Disorders of lipid metabolism play an important role in the activity of the cardiovascular, pulmonary, digestive, endocrine and central nervous systems. More than 80 polymorphisms _________________________ Библиографическое описание: Maxmudova M., Khamraev S., Boboev K. THE ROLE OF FATS REGULATING GENES IN THEDEVELOPMENT OF METABOLIC SYNDROME // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2022. 7(97). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/13924

№ 7 (97) июль, 2022 г. of the ADRB gene have been identified, and one of the most common and important polymorphisms is Gln27Glu (rs1042714) (12). АННОТАЦИЯ Известно, что нарушение липидного обмена является одним из важных факторов патогенетического развития метаболический синдром (МС). Вариабельные факторы внешней среды при нарушениях липидного обмена: несоблюдение правил питания (в частности, избыточное потребление продуктов животного происхождения и малое потребление растительных масел), курение, чрезмерное употребление алкогольной жирной пищи и гипо- динамия. Постоянным фактором риска является геном человека. Было обнаружено, что эти вариабельные и невариабельные факторы риска сосуществуют в большинстве случаев при развитии рассеянного склероза. Это связано с тем, что различные факторы окружающей среды могут изменять экспрессию генов в геноме человека. Одним из генов, участвующих в метаболизме липидов, является ADRB2 (бета-2-адренергический рецептор). Ген ADRB2 был открыт в 1987 г. Кобилкой и другими авторами на хромосоме 5 - 5q32 (полиморфизм Gln27Glu). Ген ADRB2 состоит из 1 экзона, 2015 нуклеотидов и 413 аминокислот. Нарушения липидного обмена играют важную роль в деятельности сердечно-сосудистой, легочной, пищеварительной, эндокринной и центральной нервной систем. Идентифицировано более 80 полиморфизмов гена ADRB2, и одним из наиболее распространенных и важных полиморфизмов является Gln27Glu (rs1042714) (12). Keywords: Metabolic syndrome, diabetes, obesity, ADRB2 (rs1042714) Gln27Glu, beta-2adrenergic receptor, lipo- lytic receptor, allele, frequency, phenotype and genotype. Ключевые слова: метаболический синдром, сахарный диабет, ожирение, ADRB2 (rs1042714) Gln27Glu, бета-2-адренорецептор, липолитический рецептор, аллель, частота, фенотип и генотип ________________________________________________________________________________________________ Introduction при метаболическом синдроме (ожирении и сахарном диабете). Beta 2 adrenergic receptor is a major lipolytic re- ceptor in the human fat cell. The ADRB2 gene encodes The aim: To study the frequency of occurrence of a beta 2-adrenergic receptor bound to a G protein. Various ADRB2 gene Gln27Glu genotype rs1042714 polymor- polymorphisms and mutations in this gene are associated phism in metabolic syndrome (obesity and diabetes). with these diseases associated with decreased response to bronchial asthma, obesity, type 2 diabetes, cardiovascular Materials and methods disease, and other B2-adrenergic receptor agonists (1). The study involved 50 patients with metabolic syn- When b2-adrenergic receptors are stimulated in the drome and 50 conditionally healthy people living in the central nervous system, agitation and tremor can lead to Republic of Uzbekistan. Patients with Metabolic Syn- the development of mutations in the ADRB2 gene en- drome (n = 50) were divided into two subgroups depend- coding beta-2-adrenergic receptors. The ADRB2 gene, ing on the incidence of the disease. Group A (n = 28) has a lipolytic receptor gene in human fat cells, plays a role MS and is composed of obese patients and group B (n = in lipid mobilization. The literature suggests that the 22) is diabetic. importance of the Gln/Glu polymorphism of the ADRB2 gene in the origin of obesity is due to the fact that the To determine the rs1042714 polymorphism of the polymorphism of this gene leads to resistance to adrenaline ADRB2 gene Gln27Glu genotype, DNA was isolated from in fat cells and disrupts the lipolysis process. This results blood leukocytes, followed by analysis of this gene (PCR) in fat accumulation and obesity (2). One of the most using the Sintol test using a rotor gene. The analysis of the common polymorphisms is the Gln27Glu mutation results was carried out using the mathematical software (rs1042714), which occurs as a result of changes in the package OpenEpi 2009, Version 9.3. amino acid sequence at the extracellular N-terminal of the ADRB2 gene. Some studies on this gene show posi- Analysis of the results tive associations (3-4), while others show negative re- sults (5-6); indicates In particular, gene polymorphisms During the study, we studied the Gln27Glu poly- encoding the b2-adrenergic receptor (ADRB2) may alter morphism of the ADRB2 gene. The main and control the thermogenic effects of catecholamines associated groups were selected. Initially, a comparative analysis with obesity and weight recovery (7-8) and also disrupt the of the distribution rates of allele variants of the ADRB2 lipolysis process (9). Based on the above considerations, gene rs1042714 locus in primary and control group we can say that allelic variants of energy-related genes samples showed that the Gln allele was 63% and 76%, can have a negative effect on fat loss (10) and weight respectively, and the Glu allele was 37% and 24%, loss (11), and it is clear that the object of this study is more respectively (ch2 = 3.986; P = 0.046; OR = 1.86; specific evidence need. 95% CI 1.008-3.432). It was observed that the prevalence of Glu allele in our main group of patients was higher Цель: изучить частоту встречаемости полимор- than in the control group samples and was statistically физма rs1042714 генотипа Gln27Glu гена ADRB2 significant. 11

№ 7 (97) июль, 2022 г. Control group 24% 76% Б) МS + Diabetes mellitus 34% 66% А) МS+obesity 39% 61% Main gruop 37% 63% 0% 10%Gl2u0%3G0%ln40%50%60%70%80% Figure 1. Distribution rate of ADRB2 gene rs1042714 polymorphism alleles in baseline and control group samples Figure 2. Distribution rate of ADRB2 gene rs1042714 polymorphism genotypes in baseline and control group samples The incidence of the dominant Gln/Gln genotype 95% CI 0.383-1.879). At the homozygote Glu/Glu among the patients in our follow-up was found to be sig- genotype distribution level, it was observed to be sig- nificantly lower than in the control group (44% and nificantly higher in our baseline group than in the control 52%, respectively; ch2 = 0.641; P = 0.424; OR = 0.85; group (16% and 4%, respectively; ch2 = 4; P = 0.046; 95% CI 0.330-. 1,594). At the level of distribution OR = 4,571; 95% CI 0.919– 22.731). From the calculated of heterozygous Gln / Glu genotypes, the results of both statistics, it can be seen that the comparative statistical groups differed relatively weakly (40% and 44%, re- difference between them is somewhat trending (see table). spectively; ch2 = 0.164; P = 0.686; OR = 0.848; Table 1. Differences between allele and genotype distribution rate of ADRB2 gene rs1042714 polymorphism in baseline and control group samples Alleles and Level of alleles and genotypes tested 95% CI genotypes Main group Control group χ2 P RR OR 95% CI N %N% 3,986 0,046 0,641 0,424 Gln 63 63,0 76 76,0 0,164 0,68 1,54 1,000-2,376 1,86 1,008-3,432 0,046 Glu 37 37,0 24 24,0 4,0 Gln/Gln 22 44,0 26 52,0 0,851 0,572-1,266 0,725 0,330-1,594 0,921 0,615-1,378 0,848 0,383-1,879 Gln/Glu 20 40,0 22 44,0 1,714 1,172-2,508 4,571 0,919-22,73 Glu/Glu 8 16,0 2 4,0 12

№ 7 (97) июль, 2022 г. Thus, when comparing the prevalence of the allele and female. nation was a factor. In the homozygous Gln/Gln genotype, on the contrary, we can see that it has a protective genotype of the rs1042714 polymorphism of the ADRB2 protective role against the development of pathology. gene with patients from the main group and samples of As described above, we examined the main group of patients by dividing them into smaller groups. By studying practically healthy donors in the control group, it can be the calculation of the prevalence of alleles and genotypes observed that the Glu allele and the Glu/Glu genotype in of ADRB2 rs1042714 gene polymorphisms in small groups, it is possible to increase the degree of dependence our control group predominate to a greater extent than in of OR and other statistical indicators on groups. This in- creases our ability to determine which process (protein, fat, the control group. Group. In our literature review, the prev- or carbohydrate metabolism) is relatively impaired in the pathogenesis of MS, and to localize this gene determinant alence of the Glu isoform in the American population was as the underlying cause. Therefore, in the later stages of our study, we tried to compare the samples of the control group found to be 24.6% among whites, 17.7% among blacks, with small groups. and 9% among Chinese. Comparative analysis of the distribution frequency of Thus, the Glu allele of the rs1042714 polymorphism alleles and genotypes of the rs1042714 polymorphism of the ADRB2 gene in obese patients with small-groupa MS of the ADRB2 gene (OR =1.54; 95% CI 1.008–3.432) and with samples from the control group is presented in (table. the Glu/Glu genotype (OR = 4.5; 95% CI 0.919–22.731) 2.) are important risks in the pathogenesis of MS in the Uzbek female. nation was a factor. In the homozygous Gln/Gln genotype, on the contrary, we can see that it has a protective protective role against the development of pathology. Thus, the Glu allele of the rs1042714 polymorphism of the ADRB2 gene (OR = 1.54; 95% CI 1.008–3.432) and the Glu/Glu genotype (OR = 4.5; 95% CI 0.919–22.731) are important risks in the pathogenesis of MS in the Uzbek Table 2. Comparative analysis of the prevalence of alleles and genotypes of the rs1042714 polymorphism of the ADRB2 gene in samples of patients with MS and obese patients in the main group (group A) and the control group Alleles and Level of alleles and genotypes tested P RR 95% CI OR 95% CI genotypes A small group Control group χ2 1,55 1,026-2,335 2,05 1,012-4,150 N %N % 0,582 0,302-1,121 0,437 0,166-1,151 0,588-1,928 0,436-2,793 Gln 34 61,0 76 76,0 1,1 1,1 1,22-35,05 4,034 0,045 2,4 1,4-4,05 6,5 Glu 22 39,0 24 24,0 Gln/Gln 9 32,0 26 52,0 2,8 0,091 Gln/Glu 13 46,0 22 44,0 0,043 0,837 Glu/Glu 6 22,0 2 4,0 5,9 0,015 As can be seen from (table. 2), the Gln allele in the homozygous Gln/Gln genotype plays a relative protective small-A and control groups was 61 and 76%, respectively, role in the etiological syntropy of MS and obesity (P = 0.09; and the Glu allele was 39 and 24% (ch2 = 4.034; P = 0.045; OR = 0.437; 95% CI 0.166–1.151). OR = 2.05).; 95% CI 1012–4150). When divided into small groups, a relatively high shift (from 1.86 to 2.05) was ob- At the next stage, a comparative analysis of the distri- served in obese patients with the Glu allele and OR levels bution of alleles and genotypes of the rs1042714 polymor- of MS. The prevalence of the Gln/Gln genotype in patients phism of the ADRB2 gene in the pathogenesis of comorbid of the A-group subgroup was significantly lower than in the pathology of MS and CT in group B with samples from the control group (32 and 52%, respectively; ch2 = 2.8; P = control group is presented. The Gln allele in the small-B 0.09; OR = 0.437; 95% CI). 0.166-1.151). It was found that and control groups was 66% and 76%, respectively, and the the prevalence of heterozygous Gln/Glu genotypes was not Glu allele was 34% and 24%, respectively (ch2 = 1576; P statistically significant in the samples of the control group = 0.21; OR = 0.61; 95% CI 0.282– 1.324.). (44%) and in the small group of patients A (46%) (ch2 = 0.043; P = 0.8; OR = 1.1; 95%). CI 0.436-2.793). The ho- During the analysis, it was found that the prevalence of mozygous Glu/Glu genotype is small - we see that in pa- the Gln/Gln genotype in patients in the small - B group was tients of our group A it is 5.5 times higher than in the higher than in the control group; 59% and 52% in our con- control group (22% and 4.0%; ch2 = 5.9; P = 0.015; OR = trol group (ch2 = 1.5; P = 0.2; OR = 1.33; 95% CI 0.483– 6 .5, 95% CI 1.22). - 35.05). 3.679). It was found that the frequency of occurrence of heterozygous Gln/Glu genotypes is higher in the samples The results of our observations show that homozygous of the control group (44%) than in the small group of pa- Glu/Glu genotypes play an important role in the syntropic tients in group B (32%) (ch2 = 0.94; P = 0.33; OR = 0).59; development of MS and obesity in our population (OR = 95% CI 0.206–1.709). The homozygous Glu/Glu genotype 6.5; 95% CI 1.22-35.05), the influence of the heterozygous is small - it can be seen that in our group B, the control is Gln/Glu genotype turned out to be insignificant (OR = 1.1; significantly higher than in the group, i.e. it was 9% and 95% CI 0.436–2.793). On the contrary, we can see that the 4%, respectively (ch2 = 0.755; P = 0.38; OR = 2.4).; 95% CI 0.316-18.24) (see table 3). 13

№ 7 (97) июль, 2022 г. Table 3. Comparative analysis of the prevalence of alleles and genotypes of the rs1042714 polymorphism of the ADRB2 gene in patients with diabetes mellitus (subgroup B) and a sample of the control group among patients of the main group Alleles and Level of alleles and genotypes tested 95% 95% CI CI genotypes B small group Control group χ2 P RR OR N%N% Gln 29 66,0 76 76,0 1,576 0,21 0,7 0,434-1,188 0,61 0,282-1,324 Glu 15 34,0 24 24,0 Gln/Gln 13 59,0 26 52,0 1,5 0,2 1,2 0,599-2,492 1,33 0,483-3,679 Gln/Glu 7 32,0 22 44,0 0,94 0,33 0,69 0,322-1,485 0,59 0,206-1,709 Glu/Glu 2 9,0 2 4,0 0,755 0,38 1,7 0,597-4,843 2,4 0,316-18,24 Based on the above results, the Glu allele is less com- Initially, a comparative analysis of the distribution of allelic mon in MS and DM syndromes than in healthy donors (OR variants of the rs1042714 locus of the ADRB2 gene in the = 0.7), but the homozygous genotype of the Glu allele is samples of the main and control groups showed that the Gln significantly higher (OR = 2.4). Thus, although the associ- allele is 63% and 76%, respectively, and the Glu allele is ation of the Glu allele with the development of this disease 37% and 24%, respectively. (ch2 = 3.986; P = 0.046; OR = is small, a high risk of developing the homozygous geno- 1.86; 95% CI 1.008–3.432). It was noted that the preva- type of the Glu allele with a high risk of developing MS lence of the Glu allele in our main group of patients was and QD syndrome has been identified, the significance of higher than in the samples of the control group and was sta- its significance has not been established (ch2 = 0.755); p = tistically significant. These data indicate that the Gln27Glu 0.38). genotypic variant of the ADRB2 gene plays an important role in the development of the metabolic syndrome and that Conclusion the Gln27Glu rs 1042714 polymorphism is more common in obesity than in diabetes. The study studied the Gln27Glu polymorphism of the ADRB2 gene. The main and control groups were selected. References: 1. Zhao S, Zhang W, Nie X. Association of b2-adrenergic receptor gene polymorphisms (rs1042713, rs1042714, rs1042711) with asthma risk: asystematic review and updated meta-analysis. BMC Pulm Med 2019; 19(1) 2. Zhang H, Wu J, Yu L. Association of Gln27Glu and Arg16Gly polymorphisms in Beta-2-adrenergic receptor gene with obesity susceptibility: a meta-analysis. PLoS One. 2014 Jun 24;9(6):e100489. doi: 10.1371/journal.pone.0100489. PMID: 24960039; PMCID: PMC4069060. 3. Hellstro¨m L, Large V, Reynisdottir S, Wahrenberg H,Arner P. The different effects of a Gln27Glu beta 2-adrenoceptor gene polymorphism on obesity in males and in females.J Intern Med. 1999;245:253–9.. 4. Takami S, Wong ZY, Stebbing M, Harrap SB. Linkage analysis of glucocorticoid and beta2-adrenergic receptor genes with blood pressure and body mass index. Am J Physiol. 1999;276:H1379–84. 5. Kortner B, Wolf A, Wendt D, Beisiegel U, Evans D. Lack of association between a human beta-2 adrenoceptor gene polymorphism (gln27glu) and morbid obesity. Int J Obes Relat Metab Disord. 1999;23:1099–100. 6. Oberkofler H, Esterbauer H, Hell E, Krempler F, PatschW. The Gln27Glu polymorphism in the beta2-adrenergic receptor gene is not associated with morbid obesity in Austrianwomen. Int J Obes Relat Metab Disord. 2000;24:388–90. 7. Membrane-spanning domains and encoded by a gene whose chromosomal location is shared with that of the receptor for platelet-derived growth factor. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 84:46–50. 8. Masuo K, Katsuya T, Kawaguchi H, Rakugi YFH, Ogihara T, Tuck ML. Rebound weight gain as associated with high plasma norepinephrine levels that are mediated through polymorphisms in the beta2-adrenoceptor. Am J Hypertens. 2005;18(11):1508-1516. doi:10.1016/j.amjhyper.2005.05.006. 9. Villares SM, Mancini MC, Gomez S, Charf AM, Frazzatto E, Halpern A. Associação entre polimorfismo Gln27Glu do receptor beta2-adrenérgico e hipertensão arterial sistêmica em obesos mórbidos. Arq Bras Endocrinol Metabol. 2000; 44(1):72-80. doi:10.1590/S0004-27302000000100012. 10. Masuo K, Katsuya T, Fu Y, Rakugi H, Ogihara T, Tuck ML. Beta2- and beta3-adrenergic receptor polymorphisms are related to the onset of weight gain and blood pressure elevation over 5 years. Circulation. 2005;111(25):3429-3434. doi:10.1161/ CIRCULATIONAHA.104.519652. 11. Okay DM, Jackson P V., Marcinkiewicz M, Papino MN. Exercise and Obesity. Prim Care - Clin Off Pract. 2009;36(2):379- 393. doi:10.1016/j.pop.2009.01.008. 12. Kobilka, B. K., R. A. Dixon, T. Frielle, H.G. Dohlman, M.A. Bolanowski, I.S. Sig al, T.L. Yabg-Feng, U. Francke, M.G. Caron, and R.J. Lefkowitz. 1987. cDNA for human beta 2-adrenergic receptor: A protein with multiple 14

№ 7 (97) июль, 2022 г. PHYSIOLOGY AND BIOCHEMISTRY OF PLANTS DOI - 10.32743/UniChem.2022.97.7.13974 INFLUENCE OF EXOGENOUS ABSCISIC ACID ON THE LEVELS OF COTTON OSMOLYTES UNDER SALINITY Karomat Kuldoshova Junior researcher, Institute of Bioorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent E-mail: [email protected] Akhunov Akhunov Doctor of Biological Sciences, Professor, Institute of Bioorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent E-mail: [email protected] ВЛИЯНИЕ ЭКЗОГЕННОЙ АБСЦИЗОВОЙ КИСЛОТЫ НА CОДЕРЖАНИЕ ОСМОЛИТОВ ХЛОПЧАТНИКА ПРИ ЗАСОЛЕНИИ Кулдошова Каромат Маманазаровна мл. науч. сотр., Институт биоорганической химии АН РУз., Республика Узбекистан, г.Ташкент Ахунов Али Ахунович д-р биол. наук, профессор, Институт биоорганической химии АН РУз., Республика Узбекистан, г.Ташкент ABSTRACT In this article, the exogenous effect of abscisic acid on the concentration of reducing sugars and proline in seedlings of Porloq-1 and Ravnaq-1 cotton varieties created by methods such as gene knockout and MAS technology was studied over time (after 1 and 24 hours). As a result of the exogenous action of abscisic acid, the concentration of reducing sugars and proline increased with increasing salinity. Exogenous abscisic acid pre-treatment can reduce the damaging effects of salt stress by enhancing the biosynthesis of photosynthetic pigments and thereby increasing the general growth rate. АННОТАЦИЯ В данной статье изучено экзогенное влияние абсцизовой кислоты на концентрацию редуцирующих сахаров и пролина в проростках сортов хлопчатника Порлок-1 и Равнак-1, созданных такими методами, как нокаут генов и технология МАС в динамике (через 1 и 24 часа). В результате экзогенного действия абсцизовой кислоты кон- центрация редуцирующих сахаров и пролина увеличивалась с увеличением солености. Предварительная обработка экзогенной абсцизовой кислотой может уменьшить повреждающее действие солевого стресса за счет усиления биосинтеза фотосинтетических пигментов и тем самым увеличения общей скорости роста. Keywords: salinity; abiotic stress; phytohormone; abscisic acid; osmolyte; reducing sugars; proline; MAS technology; gene-knockout technology. Ключевые слова: засоления, абиотический стресс, фитогормон, абсцизовая кислота, осмолит, редуцирую- щие сахара, пролин, МАС технология, ген-нокаут технология. ________________________________________________________________________________________________ Soil salinity is a major environmental limitation associated forms of sodicity (434 million hectares) [1]. to global agriculture, affecting 800 million hectares of Salt stress alters various biochemical and physiological land. This estimates over 6% of the world's total land responses in plants and thus affects almost all plant pro- area, affected either by salinity (397 million hectares) or _________________________ Библиографическое описание: Kuldoshova K., Akhunov A.A. INFLUENCE OF EXOGENOUS ABSCISIC ACID ON THE LEVELS OF COTTON OSMOLYTES UNDER SALINITY // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2022. 7(97). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/13974

№ 7 (97) июль, 2022 г. cesses, including photosynthesis, growth, and develop- Bano [10] mentioned that ABA regulates soluble sugar ment [2]. Studies on salinity stress will be a stride towards accumulation by modulating the activity of the amylase the urgent need to develop crop varieties possessing higher enzyme under stress conditions. Since both osmolytes growth rates and yields in salt-affected environments. and plant hormones have been known to play major roles during challenging environments, it is therefore The involvement of phytohormones in the resistance imperative to correlate both and further elucidate the of cotton plants to salt stress is one of the significant role of phytohormones in the regulation of osmolytes points that require deeper knowledge. Phytohormones under abiotic stress. play an important role in various biochemical and phys- iological mechanisms in plants. Their role in alleviating Materials and methods abiotic stress (such as salinity) is critical in providing tolerance to plants under adverse conditions. To improve The objects of research were biotechnological varieties the adverse outcome of salinity stress on plant growth, di- of cotton bred by the methods \"gene knock\" - Porlok-1 verse phytohormones are extensively used, and one such and MAS (a marker of associated selection) Ravnak-1. phytohormone is abscisic acid (ABA), a plant stress hor- The Center of Genomics and Bioinformatics of the mone that is considered an important agent in the mech- Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan anisms of resistance and adaptation in plants against salt provided the seeds. The seedlings were grown with tap stress conditions [3]. ABA was also found to be involved water, and then the samples were subjected to salt stress in several other physiological processes, such as sto- by exposing them to a solution of 1% and 4% NaCl for matal closure, embryo morphogenesis, development of 1 hour and then for 24 hours. A 10-7 M concentration seeds and synthesis of storage proteins and lipids [4], of exogenous ABA was used in the experiment. Thus, germination leaf senescence, and defence against patho- the seedlings were used for further analyses. Control gens [5]. Plants accumulate compatible osmolytes such seedlings were germinated in water. as proline and reducing sugars when they are subjected to salinity stress, and they appear to protect plants from Determination of the content of reducing sugars was such stresses [6]. Osmolytes are known to function in pro- carried out according to the Shomody-Nelson method [11]. tecting macromolecules by stabilizing protein structure and/or scavenging ROS produced under stress conditions The method of Bates [12] was used for the determi- [7]. Proline is a dominant organic molecule that acts as a nation of proline. mediator of osmotic adjustment under salinity stress, a stabilizer of subcellular structures, a sink for energy, and The results were processed using Excel. The mean even a stress-related signal. It is also involved in cell os- deviation index (± M) and statistical reliability index (P) moregulation and the protection of proteins during de- were determined, and results less than P <0.05 were hydration and can act as an enzymatic regulator during considered statistically significant. stress conditions [8]. Results and discussion Plants accumulate osmolytes or compatible so- lutes to protect the cellular machinery from various en- Phytohormone ABA promoted the accumulation of vironmental stresses. Reducing sugars are one of the reducing sugars in cotton varieties Porlok-1 and Ravnak-1 most important osmolytes and protect plant cells from under prolonged exposure to salt stress (Table 1 and 2). oxidative damage. Abscisic acid promotes the biosynthesis Thus, the Porlok-1 variety showed an increase in the of reducing sugars in plants under abiotic stress conditions content of reducing sugars in the first hour of exposure and helps improve plant tolerance against abnormal to 4% NaCl by 3.6 times compared to the control. growth conditions. Reducing sugar-related compounds At 24 hours of exposure to the variants with 1% NaCl that act as osmoprotectants such as thiols and trehalose and 1% NaCl + ABA, the content of reducing sugars in- also accumulate in plant cells to regulate cellular osmotic creased 3.9- and 3.4-fold, respectively, compared with adjustments under stress conditions. ABA signalling the control. The study of the content of reducing sugars is also involved in the regulation of sugar metabolism in in the Ravnak-1 variety at the first hour after exposure plants. Glucose and fructose levels are enhanced under to 1% NaCl and 1% NaCl + ABA showed an increase in water deficit conditions, accompanied by enhanced vac- the content of sugars, the values of which exceeded the uolar invertase activity, and gene expression of invertase control by 1.9 and 1.3 times, respectively. In cultivar enzyme (IVR2) is enhanced by ABA [9]. Farooq and Ravnak-1, a high content of reducing sugars was also observed after 24 hours of exposure under the action of 4% NaCl + ABA; an increase of 2.3 times was found in comparison with the control. Table 1. The concentrations of reducing sugars in cotton seedlings under chloride salinity (mg/gr) Treatment Porlok-1 Ravnak-1 Control after 1 hour after 24 hours after 1 hour after 24 hours 1% NaCl 1% NaCl + ABA 0.85±0.03 0.85±0.03 1.86±0.08 1.50±0.03 4% NaCl 0.76±0.02 1.26±0.05 1.66±0.04 1.60±0.01 4% NaCl + ABA 0.96±0.04 1.40±0.06 1.14±0.04 1.20±0.01 0.78±0.03 0.53±0.02 1.06±0.03 0.93±0.03 0.81±0.02 0.73±0.02 1.13±0.02 2.24±0.08 16

№ 7 (97) июль, 2022 г. The present study revealed that the Ravnak-1 vari- to stress, a sharp decrease in proline was observed in the ety of cotton accumulated more proline than the Porlok- Porlok-1 variety of cotton. The accumulation of proline 1 variety (Table 2). Especially after 1 hour of exposure in the Ravnak-1 variety also increased with increasing to stress, Ravnak-1 accumulated 2.3 and 1.7 times more salinity. In particular, Ravnak-1 was found to contain proline, respectively, than Porlok-1 under conditions of 4% five times more proline in a 4% NaCl medium than Por- NaCl and 4% NaCl + ABA. After 24 hours of exposure lok-1. Table 2. The concentration of proline in cotton seedlings under chloride salinity (mkg/gr dry matter) Treatment Porlok-1 Ravnak-1 Control after 1 hour after 24 hours after 1 hour after 24 hours 1% NaCl 1% NaCl + ABA 33.55±1.5 33.55±1.5 207±8.5 208±8.0 4% NaCl 4% NaCl + ABA 81.4±3.5 96.06±4.3 211±4.2 314±12.8 34.4±1.1 82.5±2.8 187±7.4 255±10.5 33.6±1.0 27.8±1.3 252±10.6 380±14.0 52.2±2.5 62.7±2.6 280±12.4 84±3.2 The accumulation of proline under salinity stress In the cotton varieties that we studied, there was a has been reported in Pisum sativum [13], Brassica tendency for a high accumulation of reducing sugars and juncea [14], and Triticum aestivum [15]. Proline accu- proline under prolonged exposure to salts and the com- mulation is possible due to an increase in the enzymes plex action of ABA phytohormones with salinity. involved in its synthesis or a decrease in the enzymes involved in its oxidation. Parida et al. [16] stated that Conclusion there is a strong association between increased cellular proline levels and the capacity to survive high environ- Thus, the Ravnak-1 cotton variety created from MAS mental salinity. The seedlings treated with ABA + NaCl technology is sensitive to salinity in combination with exhibited higher adaptive potential under salinity stress, phytohormones, and the concentration of reducing sugars as expected by photosynthetic performance, antioxidant and proline increases depending on the duration of salt defence metabolism, and accumulation of osmoprotect- stress. In the Porlok-1 variety, under the influence of ants, than the control seedlings. Proline may also be the salinity, the concentrations of reducing sugars and major source of energy and nitrogen during immediate proline increased insignificantly due to the inherent post-stress metabolism. As a well-known fact, accumu- adaptive capacity of the variety. The cotton variety lated proline supplies energy for growth and survival, Porlok-1, created based on gene knockout technology, thereby inducing salt tolerance. The results also highlight is a salt-tolerant variety. that the seedlings accumulated more proline in addition to salinity stress. Similar findings were reported by Hassine Exogenous abscisic acid pre-treatment can reduce and Lutts [17]. Stewart [18] reported that ABA stimulated the damaging effects of salt stress by enhancing the bio- proline synthesis from glutamic acid. In contrast, synthesis of photosynthetic pigments and thereby in- McDonnell et al. [19] reported that exogenous ABA creasing the general growth rate. Therefore, the treatments did not affect proline accumulation in Spinacia exogenous application of ABA in crop plants may play or Pennisetum seedlings. a vital role and can act as an alternative way to improve crop productivity when cultivated under salt stress. References: 1. Munns R. Genes and salt tolerance: bringing them together // New Phytologist. 2005. № 168. P.645–663. 2. Iqbal M., Ashraf M., Jamil A., Rehman S. Does seed priming induce changes in the levels of some endogenous plant hormones in hexaploid wheat plants under salt stress // Journal of Integrative Plant Biology. 2006. P.181–189. 3. Klicova S., Sebanek J., Hudeova M. The effect of fluridone and flurochloridone on the incidence of albinism in pea (Pisum sativum) and on the abscission of leaves of privet (Ligustrum vulgare) // Rostlinna Vyroba. 2002. P.255–260. 4. Rock C., Quatrano R.S. The role of hormones during seed development. In P. Davies (Ed.), plant hormones, physi- ology, biochemistry and molecular biology // Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. 1995. P. 671–697. 5. Richardson M., Rodriguez S., Lahra A. A possible function for thaumatin and a TMV-induced protein suggested by homology to a maize inhibitor // Nature. 1987. P.432–438. 6. Zhu J.K. Plant salt tolerance // Trends Plant Sci. 2001. P.66–71. 7. Mitysik J.B., Alia P. Molecular mechanism of quenching of reactive oxygen species by proline under stress in plants // Current Sci. 2002. P.525–532. 8. Rontain D., Basset G., Hanson A.D. Metabolic engineering of osmoprotectant accumulation in plants // Met. Eng. 2002. P. 49–56. 17

№ 7 (97) июль, 2022 г. 9. Trouverie J., Thvenot C., Rocher Sotta J.P., Prioul B. The role of abscisic acid in the response of a specific vacuolar invertase to water stress in the adult maize leaf // J. Exp. Bot. 2003. P.2177–2186. 10. Farooq U., Bano A. Effect of abscisic acid and chlorocholine chloride on nodulation and biochemical content of Vigna radiata L. under water stress // Pak. J. Bot. 2006. P.1511–1518. 11. Varfolomeeva S.D. Study methods and properties of cellulolytic enzymes. Results of Science and Technology, Bio- technology Series. - M., 1990. P.150 [in Russian]. 12. Bates L.S, Waldren R.P., Teare I.D. Rapid Determination of Free рroline for water stress studies // In Plant and Soil. 1973. P.205–207. 13. Najafi F., Khavari R.A., Rastgar J.F., Sticklen M. Physiological changes in pea (Pisum sativum L. cv, Green Arrow) under NaCl salinity // Pakistan Journal of Biological Science. 2006. P.974–978. 14. Rais L., Masood A., Inam A., Khan N. Sulfur and nitrogen coordinately improve photosynthetic efficiency, growth and proline accumulation in two cultivars of mustard under salt stress // Journal of Plant Biochemistry and Physiol- ogy. 2013. P.200–209. 15. Ashfaque F., Khan M.I.R., Khan N.A. Exogenously applied H2O2 promotes proline accumulation, water relations, photosynthetic efficiency and growth of wheat (Triticum aestivum L.) under salt stress // Annual Research and Re- view in Biology. 2014. P.105–120. 16. Parida A.S., Dagaonkar V.S., Phalak M.S., Aurangabadkar L.P. Differential responses of the enzymes involved in proline biosynthesis and degradation in drought tolerant and sensitive cotton genotypes during drought stress and recovery // Acta Physiology of Plant. 2008. P.619–627. 17. Hassine A.B., Lutts S. Differential responses of saltbush Atriplex halimus L. exposed to salinity and water stress in relation to senescing hormones abscisic acid and ethylene // Journal of Plant Physiology. 2010. P.1448–1456. 18. Stewart C.R. The mechanism of abscisic acid-induced proline accumulation in barley leaves // Plant Physiology. 1980. P.230–23. 19. McDonnell E.M., Coughlan S.J., Wyn-Jones R.G. Differential effects of abscisic acid on glycinebetaine and proline accumulation in three plant species // Zeitschrift fur Pflanzen physiologie. 1983. P.207–213. 18

№ 7 (97) июль, 2022 г. CHEMISTRY SCIENCES HIGH-MOLECULAR CONNECTIONS EFFECT OF Bombyx Mori CHITOSAN ON THE SYNTHESIS OF HIGH MOLECULAR MASS POLYACRYLAMIDE Ulbozor Jumartova Basic doctoral student (PhD), Institute of Chemistry and Physics of Polymers of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent E-mail: [email protected] Nurad Bozorov Doctor of chemical sciences Institute of Chemistry and Physics of Polymers of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent E-mail:[email protected] Valentin Kudyshkin Doctor of chemical sciences, professor, Institute of Chemistry and Physics of Polymers of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent E-mail: [email protected] Sayyora Rashidova Doctor of chemical sciences, academician Institute of Chemistry and Physics of Polymers of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent ВЛИЯНИЕ ХИТОЗАНА Bombyx Mori НА СИНТЕЗ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИАКРИЛАМИДА Жумартова Улбозор Убайдуллаевна базовый докторант (PhD), Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент Бозоров Нурад Исматович д-р хим. наук, Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент Валентин Олегович Кудышкин д-р хим. наук, профессор, Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент _________________________ Библиографическое описание: EFFECT OF Bombyx Mori CHITOSAN ON THE SYNTHESIS OF HIGH MOLECULAR MASS POLYACRYLAMIDE // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Jumartova U. [и др.]. 2022. 7(97). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/14023

№ 7 (97) июль, 2022 г. Рашидова Сайёра Шарафовна д-р хим. наук, академик АН РУз, Институт химии и физики полимеров Академии наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент ABSTRACT Based on the mechanism of Radical polymerization involving redox initiators, polymers with a relatively high mo- lecular weight were synthesized by adding a small amount of Bombyx Mori chitosan to a dilute acrylamide solution. It is proved that during the synthesis, the absorption lines in the UV spectrum change due to the formation of a complex between chitosan and acrylamide. АННОТАЦИЯ На основе механизма радикальной полимеризации с участием окислительно-восстановительных инициато- ров были синтезированы полимеры с относительно высокой молекулярной массой путем добавления в разбав- ленный раствор акриламида небольшого количества хитозана Bombyx Mori. Доказано, что в процессе синтеза происходит изменение линий поглощения в УФ - спектре за счет образования комплекса между хитозаном и акриламидом. Keywords: acrylamide, Bombyx Mori chitosan, oxidizing-reducing initiators, potassium persulfate, sodium pyrosulfite, radical polymerization reaction, polyacrylamide, intrinsic viscosity, molecular weight. Ключевые слова: акриламид, хитозан Bombyx mori, окислительно-восстановительные инициаторы, персульфат калия, пиросульфит натрия, реакция радикальной полимеризации, полиакриламид, характеристическая вязкость, молекулярная масса. ________________________________________________________________________________________________ Introduction using a modification of chitin isolated from silkworm fungi, was used. Synthesis of polymers was carried out So far, several positive results have been achieved in a three-mouth flask equipped with a stirrer by a radical in expanding the practical application of polyacrylamide mechanism, in the presence of oxidizing-reducing (PAA). For this purpose, PAA with a sufficiently high initiators of potassium persulfate (PS) and sodium molecular weight (M≥106) was synthesized in the world's pyrosulfite (SP) in an inert nitrogen medium at the leading research centers, mainly using concentrated temperature of 20-40ºC for up to 6 hours. For the use of solutions of pure acrylamide (AA) monomer in the CS in the reaction system, its solution in dilute acid at a synthesis process [1-3]. The synthesized high-molecu- concentration of 0.08-0.2% was used. The resulting lar-weight cationic, anionic and nonionic PAA and its thick solution of the polymer was diluted in an acetone- copolymers are effectively used in various industries alcohol solvent system and dried under a vacuum until and sectors [4-6]. the precipitate reached a constant mass. For many years in the JSC “Navoiyazot”, an aqueous The polymer yield obtained by the reaction was solution of AA monomer has been produced industrially determined by the gravimetric method and the intrinsic based on the ammonia technique and this solution is used viscosity of the solutions was determined on a Ubbelohde for producing PAA gel. Due to the low water solubility viscometer at a temperature of 30ºC in 1N aqueous solution of this polyacrylamide gel, the leading industrial enter- of NaNO3 [10]. prises of our country use imported polyacrylamides based on imports from abroad (Germany, China, Russia). The process of complex formation of CS and PAA Therefore, our goal is to synthesize high-molecular- in the formation of PAA was photographed on a weight PAA, which is highly soluble in water, using an spectrophotometer Specord 210 with UV spectra of aqueous solution of AA available at JSC \"Navoiyazot\" polyacrylamide in the range from 190 to 250 nm. as a raw material. To this end, it is important to note that in recent years, in addition to acrylamide monomers, the Results and discussion synthesis process has focused on the synthesis of polymers using natural polymers (starch, lignin, and chitosan) [7-9]. For this, dilute solutions of the polymer were used. Initially, the molecular-mass properties of PAA were Methods and materials synthesized based on radical polymerization reactions, after the synthesis process, linear structural polymers An aqueous solution of acrylamide (10-12%) were synthesized to a high degree of conversion. It produced by JSC \"Navoiyazot\" on an industrial scale, should be noted that as a result, the yield is found to be obtained by the method of ammonia with a density d = higher than 80%, because the higher the yield, the lower 1,16 g/cm3, pH = 7-8, in the Academy of Sciences of the the consumption of raw materials used in the production Republic of Uzbekistan Institute of Polymer Chemistry process. It is also important to maintain the high water and Physics Bombyx Mori chitosan (CS) with a molecular solubility of the polymer, which is formed from the weight of 110000 and a deacetylation degree of 82%, participation of CS in the polymerization process, albeit in small amounts, usually insoluble in water (Table). 20

№ 7 (97) июль, 2022 г. Polyacrylamide synthesis and its molecular-mass properties Т=300С Table 1. № [AA] [CS] [K2S2O8] [Na2S2O5] Intrinsic M,×10-6 mol/l mol/l mol/l mol/l viscosity [], 5,01 3,99 1 1,5 - 1,0×10-4 2,0×10-5 dl/g 5,30 2 1,5 - 5,0×10-4 5,0×10-5 9,86 5,90 3 1,5 0,018 1,0×10-4 2,0×10-5 4 1,5 0,025 1,0×10-4 2,0×10-5 8,49 10,22 10,97 As mentioned above, although the synthesis of by the increase in the reaction rate of the process due to the addition of CS to the reaction system. To further polyacrylamide was carried out in the temperature range analyze the changes in the characteristic viscosity and of 20-40ºC, at different concentrations of monomer molecular mass of the polymer as a result of the addition of chitosan to the reaction system during the synthesis initiators, the table shows the results determined mainly of polyacrylamide, UV-spectroscopic analysis was based on conduction at a temperature of 30ºC. The results performed. The results of UV spectroscopic analysis are given below (Fig. 1). from the table show that the addition of a small amount of CS to the reaction system has a significant effect on the molecular weight of the PAA formed. This is determined Figure 1. UV spectra of polyacrylamide (1- PAA1, 2- PAA2) and 3- AA-CS=1,5+0,018 mol/l, 4- AA-CS=1,5+0,025 mol/l, systems of different concentrations The increase in the polymerization rate and molecular 240-290 nm is associated with π-π* electron migration of mass of PAA in the presence of CS cannot be explained undivided electron pairs in nitrogen and oxygen atoms by a change in the initial viscosity of the reaction (curves 1 and 2 in the figure). From the spectra of the mixture due to the small solubility of CS, which may be copolymer formed by the welding of polyacrylamide to due to the uneven concentration of the monomer. In the chitosan, it can be seen that π-π* and n- π* differ in two absence of chitosan in the system during synthesis, the directions depending on the conjugation bond C = O and AA molecules are evenly distributed throughout the the intensity of the unpaired electron pairs of the nitrogen reaction mixture. and oxygen atoms. It depends on the rules of the selection of electronic transitions. The presence of heterogeneity of concentration in the presence of CS leads to a higher rate of polymerization UV-spectroscopic studies have shown that welding in areas with high concentrations of AA formed near of PAA to chitosan results in shifting and widening of chitosan macromolecules than in AA molecules in the absorption lines toward the long-wavelength region, solution. This effect should lead to an increase in the a phenomenon that is associated with the presence of a molecular mass of the polymer. cross-linking chain. Due to the bonds, the energy of the undivided electron pairs of the oxygen atom in the carbonyl In the UV spectrum of polymers in the wavelength group is reduced, as there is a decrease in the n – π* range of 190-230 nm are observed absorption lines associ- transition energy in the relaxing molecular orbitals, ated with π-π* electron transfer, as well as the increase which leads to a shift towards the long-wavelength region in the number of bonds in the chain of macromolecules (Figures 3, 4- curves). in the long-wavelength region side redshift occurs. The presence of absorption lines at a wavelength of 21

№ 7 (97) июль, 2022 г. Conclusion amount of Bombyx mori chitosan. This indicates that in the future this process can be used in the production of During the radical polymerization of acrylamide in high molecular weight water-soluble polyacrylamide, the reaction mixture, it was found that high molecular which can be used as a nonionic flocculant in the treat- weight polymers can be obtained by adding a small ment of wastewater used in the manufacturing industry. References: 1. Lipin A.A., Shibashov A.V. Lipin A.G. Kinetics of polimerization of acrilamide in a concentrated aqueous solutions // Russian Journal of Applied Chemistry. -2015. – Vol. 88, I. 1. –P. 103-108, [in Russian]. 2. Shatat R.S., Niazi S.K., Ariffin A. Synthesis and Characterization of Different Molecular Weights Polyacrylamide // IOSR Journal of Applied Chemistry (IOSR-JAC). -2017. –Vol. 10, I. 4 Ver. I, -P. 67-73. DOI: 10.9790/5736- 1004016773. 3. Wever D.A.Z., Raffa P., Picchioni F., Broekhuis A.A. Acrylamide Homopolymers and Acrylamide− N-Isopropylacrylamide Block Copolymers by Atomic Transfer Radical Polymerization in Water // Macromolecules. - 2012. Vol. 45(10), -P. 4040-4045. https://doi.org/10.1021/ma3006125. 4. Abramova L.I., Bayburdov T.A., Grigoryan I.P., etc. Polyacrylamide / Ed. by V.F. Kurenkov. M.: Chemistry. -1992. - 192 p, [in Russian]. 5. Zheng H, You Y, Deng X, et al. Synthesis of a cationic polyacrylamide with high molecular weight and high purity // Chinese Journal of Environmental Engineering. -2012. –Vol. 6(4). -P. 1675–1680. 6. Ma J., Zheng H., Tan M., Liu L., Chen W., Guan Q., Zheng X. Synthesis, characterization, and flocculation performance of anionic polyacrylamide P (AM-AA-AMPS) // Journal of Applied Polymer Science. -2013. – Vol. 129(4). –P. 1984–1991. https://doi.org/10.1002/app.38900. 7. Romanovich A.S. et al. Grafted radical (co)polymerization of acrylamide and acrylic acid on chitosan. \"Modern problems of theoretical and experimental chemistry\". Interuniversity collection of scientific papers of the XIV All-Russian Conference of Young Scientists with international participation. Saratov, -2020. 1–31 октября. –P. 137-139, [in Russian]. 8. Wang J-P., Chen Y-Z., Ge X-W., Yu H-Q. Gamma radiation-induced grafting of a cationic monomer onto chitosan as a flocculant // Chemosphere. -2007. –Vol. 66(9). –P. 1752–1757. 9. You L., Lu F., Li D., Qiao Z., Yin Y. Preparation and flocculation properties of cationic starch/chitosan crosslinking- copolymer // J. Hazard Mater. -2009. –Vol. 172(1), -P. 38-45. doi: 10.1016/j.jhazmat.2009.06.120. 10. Sutyagin V.M., Lyapkov A.A. Physico-chemical methods of polymer research: Textbook. 2nd edition. –Tomsk: Tomsk Polytechnic University, -2010. -140 p, [in Russian]. 22

№ 7 (97) июль, 2022 г. PHYSICO CHEMICAL PROPERTIES OF SULFOCATIONITE BASED ON WALNUT SKIN NUMA Nargiza Eshniyazova Researcher, Chirchik State Pedagogical institute Republic of Uzbekistan, Chirchik E-mai: [email protected] Murod Jo’raev PhD., researcher, Chirchik State Pedagogical institute Republic of Uzbekistan, Chirchik E-mail: [email protected] Ulugbek Mamasoliev Researcher, Chirchik State Pedagogical institute Republic of Uzbekistan, Chirchik E-mail: [email protected] ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СУЛЬФОКАТИОНИТА НА ОСНОВЕ КОЖИ ГРЕЦКОГО НУМА Эшниязова Наргиза Норкуловна науч. сотр. Чирчикского государственного педагогического института, Республика Узбекистан, г. Чирчик Жураев Мурод Махмаражабович PhD., науч. сотр. Чирчикского государственного педагогического института, Республика Узбекистан, г. Чирчик Мамасолиев Улугбек Махамматович науч. сотр. Чирчикского государственного педагогического института, Республика Узбекистан, г. Чирчик ABSTRACT Sulfocationite was obtained by modifation of sulfuric aad to cellulose from walnut shell static exchange capacity (SEC). IR spectuim and structural morphology of the obtained sulfocatione were studied on the basis of microphotographs obtained using a scanning electron microscope. АННОТАЦИЯ Сульфокатионит получали модификацией серной кислоты в целлюлозу из скорлупы грецкого ореха при статической обменной емкости (СОЕ). ИК спектр и структурную морфологию полученного сульфокатионита исследовали на основании микрофотографий, полученных с помощью сканирующего электронного микроскопа. Keywords: sulfocationite, cellulose, wallnut husk. Ключевые слова: сульфокатионит, целлюлоза, шелуха грецкого ореха. ________________________________________________________________________________________________ Introduction of the normal functioning of the hydrosphere and bi- osphere, climate change the extinction of plant and The rapid development of the chemical industry the animals species and the deterioration of human health. increase in the use of transport are leading to the release The problem of environmental pollution of the hydro- of large amounts of waste into the environment. Pollution sphere with waste water is becoming more urgent in the of the environment (water, air, soil) leads to distruption _________________________ Библиографическое описание: Eshniyazova N., Jo’raev M., Mamasoliev U. PHYSICO CHEMICAL PROPERTIES OF SULFOCATIONITE BASED ON WALNUT SKIN NUMA // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2022. 7(97). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/14010

№ 7 (97) июль, 2022 г. world, including in Uzbekistan. Among the most common Experimental part wasters in nature the ones that contain cellulose biopol- ymer are the main ones [1-2]. When studying the chemical Synthesis structure of cellulose, it was found that poly b-(1,4)-b- This study was based on the value of the static ex- glucose has a linear polymer chain with a syndiotactic change capacity of sulfocationite obtained from allulose configuration of high- ratio colllobiose repeating units based on walnut shell. Modification of sulfuric acid with a width of 2-50 nm and a lengths [4-5]. As it is a to walnut husks were studied. To do this, walnut shells hydroxyl group, it reacts with sulfur (S) alkali metals with a size of 2 mm in distilled water with 20% of and bases. Physicochemical processes also take place in sulfuric acid the solution is boiled for one hour and the the series,ie cellulose is crushed. solution is filtered and washed in distilled water until the pH of sample becomes neutral. One gram of the Because cellulose is a recyclable, stable and biode- resulting sample is immersedin 100 ml of 0.1 N solution gradable polymer,sulfo groups are added to it can be of sodium hydroxide (NaOH) for one day and washed synthesized by attaching sulfocationite [3]. again in distilled water until the pH value becomes neutral. The sample is then treated with a solution of hydrochloric In the following work, the physicochemical properties aad to activate it. The neutral cationite is left in a solution of sulfocationite were synthesized from the puip of of 0.1 N hydroxide for one day. The cation of hydrochloric walnut husks discarder as waste. aad to determine the SEC value for the cationite. The following formula was used to casailate the SEC Methodical part value of the cationite: Method FT-IR 100 • k1 − 100 • k2 •a From routine identification and verification to ad- 10 vanced research applications, you need the performance CAC катионит = and flexibility to quickly, confidently, and cost effectively 10• g analyze a wide range of samples. The PerkinElmer Spectrum TM 3 F-TIR spectrometer provides the k1 - V (ocid) / V(sodium hydroxide)=1 theoretical, sampling flexibility and performance in mid, near, and k2-V(initial sodium hydroxide) / V(ocid). The volume of far infrared ranges through a single instrument to advance of acid expended on a-sorbed NaOH, a sorbent mass, research and new product development in academia, SEC mg eq/g. chemicals, polymers, and pharmaceuticals. The highly configurable platform provides dependable, consistent, ������1 = ������1 = 1 ������2 = 10 = 1.68 and trouble-free operation through years of service. ������2 5.95 4000-350. 100������ 1 − 100 10������1.68������3.95 Metod SEM САС = 10 = 3.36 Combine field emission SEM (FE-SEM) technology with analytics. Profit from proven Gemini electron optics. 10x1 Choose from a variety of detector options: image particles, surfaces, and nanostructures in materials science, in- Results of IR-spectroscopic analysis vestigate semiconductor or medical devices, geological IR (infrared)-spectral analysis was performed to or biological samples. Save time with the semi-automated identify the synthesized sulfocationite. IR spectral anal- 4-step workflow of Sigma: structure your imaging and ysis of walnut shell cellulose,a sample after the addition analysis routines and increase productivity. FE-SEM of sulfo group (sulfokationite) and a sample after Na metal. users of all disciplines in research and industry labs now The IR spectrum of the sample was studied after cal- benefit from a resolution of 1.3 nm at 1 kV in ZEISS cium was attached to the sulfocationite. The appear- Sigma 500 and better usability all around. ance of new absorption area in the 1700cm area indicates the presence of Ca metal in the sulfocationite composition. 24

№ 7 (97) июль, 2022 г. Figure 1. IR spectra of (a) cellulose, (b) sodium sodium cellulose (c) calcified cellulose and (d) sulfocationite Of glucose, an absarbtion region was abserued For all the samples (2-(a,-b,-c) picture) absorption indication the valence ascillations of the – OH and lines were observed in circles 2966, 2922, and 2862, group at a wavelength of 3100 sm-1, as well as oscil- 2933 sm -1, which contained C-C, in the polymer chain, lations of the – СН2 group at 2900 sm-1 and in the area C-H are CH2 are characteristic of deformation vibrations. of 1423 – 1321 sm-1 Prior to and after the modification of the synthesized -OH, -CH – group, 1000 – 1150 sm-1 – C – O – C – samples, the morphology of the structure was studied on the basis of microbhology of the structure was studied valence oscillations of cather bonds are obserued in the on the basis of microphotographs obtained using a scan- ning electron microscope. Microphotographs of cellu- interial. lose from the first walnut shell, sodium metal absorbed cellulose, calcium metal absorbed cellulose and poly- In the spectrum of the sample (1-(6) picture) at- mers containing sulfogroups are shown in the following figures. When we look at the cellulose surface, we can tacted to the cellulose Na metal, one of wrich shows ad- see pores with an average size of 5.5 nm (Figure 2 (a)). ditional absorptions at 1623 sm-1, which are the It can be seen from the micrographic structure of the sample containing suflfo groups in the cellulose (Figure obsorption domains apecific to Na metal. 2(6)) that all areas of the surface of this sorbent consist Sulfocationite infrared – spectroscopic (1(b) pic- of pores of almost the same structure. This structure im- proves the adsorption of metal ions on the sorbent sur- ture) study the analysis of the data shows that the cati- face. In Figures 2 (c and a) it can seen that the morphological of sulfocationite metal ions. onite contains sulfogurux. Descriptive indication of the presence of valence oscillations in the samples of sulfon (R – SO3H) group and 1700 sm -1 area and sulfate (S=O) groups in 1000, 1015 sm -1. Absorption lines were observed. Absorption max- ima characterizing the valence oscillations of the sulfate groups (C-O-S bonds) in the areas of 1000, 1015, 1150 sm-1 in the presence of a sulfating agent in the formation of sulfocationite were determined. 25