ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LXVI 2021

Наталія ПАНДЯК1, Оксана ГЕРЦИК2, Михайло ЯЦИШИН2, Мирослава ТАШАК3

1Національний лісотехнічний університет України, вул. Гененерала Чупринки, 103, 79057 Львів, Україна
e-mail: pandyakn@ukr.net

2Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Кирила і Мефодія, 6, 79005 Львів, Україна

3Національний університет «Львівська політехніка», вул. Степана Бандери, 12, 79013 Львів, Україна

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2021.66.047

ВПЛИВ ПРИРОДИ ЕЛЕКТРОДА НА РЕАКЦІЙНУ ЗДАТНІСТЬ АЦЕТИЛЕВМІСНИХ ПЕРОКСИДНИХ ІНІЦІАТОРІВ

Отримано параметри вольтамперометричного відновлення пероксидів алкінів у диметилформамід-водних розчинах тетраалкіламонієвих солей на електродах різної природи (C, Pt, Cu, Ti, Fe, Al). Проаналізовано зміну реакційної здатності пероксидів алкінів у процесах електрохімічного відновлення на різних металевих поверхнях. З’ясовано, що на активних металевих поверхнях проявляється каталітична дія йонів цих металів у реакціях дисоціації –О–О– зв’язку. Виявлено, що наявність іонів Fe2+ прискорює реакцію дисоціації –О–О– зв’язку циклогексиламінової солі 4-метил-4-трет-бутилперокси-2-пентинової кислоти. Досліджено термічну стійкість цього пероксиду в ДМФА-водному середовищі в присутності окисно-відновної системи «аскорбінова кислота – Fe2+», яка застосовується як активатор терміч-ної дисоціації –О–О– зв’язку.
Виявлено зміну активаційних параметрів при переході від ртутної до твердих поверхонь у дослідженні температурних залежностей граничних струмів відновлення пероксидів алкінів в діапазоні 293–343 К. Визначено коефіцієнти дифузії (D) пероксидів і кількість електронів (n), які беруть участь в електродній реакції. З’ясовано, що вплив природи електродної поверхні визначається двома факторами: спорідненістю органічних пероксидів до поверхні, яка зумовлює адсорбцію та хімічну взаємодію, а також, ймовірно, промотуючою дією поверхні в процесах протонізації.

Ключові слова: пероксиди алкінів, вольтамперометричне відновлення, реакційна здатність, термічна дисоціація.

Література:

    1. Antonovsky V.L. Organic peroxide initiators. Mosсow: Chemistry, 1972. P. 362-426. (in Russian).
    2. Nonhibel D., Walton J. Chemistry of free radicals. Mosсow: Peace, 1977. 583 p. (in Russian).
    3. Rakhimov A.I. Chemistry and technology of fluorine-organic compounds. Mosсow: Chemistry, 1986. P. 18–56. (in Russian).
    4. Denisov E.T., Denisova T.G., Pokidova T.S. Handbook of Free Radical Initiators; John Wiley and Sons: New York, 2005. 983 p.
    5. Sawada H. Development of Fluorinated Polymeric Functional Materials Using Fluorinated Organic Peroxide as Key Material. Polym. J. 2007. Vol. 39(7). P. 637–650. (https://doi.org/10.1295/polymj.PJ2006242).
    6. Rao P.S., Sathyanarayana D.N., Palaniappan S. Polymerization of Aniline in an Organic Peroxide System by the Inverted Emulsion Process. Macromolecules. 2002. Vol. 35. P. 4988–4996. (https://doi.org/10.1021/ma0114638).
    7. Abidia M., Derbelb N., Hkirib R., Saida H., Morallond E., Besbes S. Electrodeposition of 4,4′-di-tert-butylbiphenyl peroxide from the anodic oxidation of p-tert-butylphenol in an alkaline acetonitrile solution. J. Appl. Electrochem. 2017. Vol. 47. P. 507–516. (https://doi.org/10.1007/s10800-016-1041-2).
    8. Wilson G.O., Henderson J.W., Caruso M.M., Blaiszik B.J., Mcintire P.J., Sottos N.R., White S.R., Moore J.S. Evaluation of peroxide initiators for radical polymerization-based self-healing applications. J. Polym. Science: Part A: Polym. Chem. 2010.Vol. 48. P. 2698–2708. (https://doi.org/10.1002/pola.24053).
    9. Sheldon R.A. In the Chemistry of Peroxides; Patai S., Ed.; John Wiley & Sons: Chichester. 1. 1983. P. 161–200.
    10. Ivanchev S.S. Radical polymerization. Moscow: Chemistry, 1985. P. 25–74. (in Russian).
    11. Dibrivny V.N., Pistun Z.E., Zvereva T.D., Yuvchenko A.P., Wan-Chin. Xian Yu.Ya. Determination of the enthalpy of formation of some acetylenic peroxide-containing derivatives of carboranes. J. Phys. Chem. 1997. Vol.71(4). P.1581–1585. (in Russian).
    12. Litvin J., Beacham H. Modern plastics. 1965. Vol.43(11). Р. 133–135.
    13. Egorenkov N.I., Oldekop Yu.A., Moiseichuk K.L., Kuzavkov A.I., Yuvchenko A.P. A method of joining a polyophilene film with a metal product. С.с. 1234408. B.I. 1986. No. 20. (in Russian).
    14. Oldekop Yu.A., Egorenkov N.I., Moiseichuk K.L., Kuzavkov A.I., Yuvchenko A.P. A method of joining a polyophilene film with an aluminum and nickel product. С.с. 1502400. B.I. 1989. No. 31. (in Russian).
    15. Pesetskiy S.S., Kuzavkov A.I., Yuvchenko A.P., Avchuk S.V., Moiseichuk K.L. A method of joining a polyophilene film with a copper product. С.с. 1769972. B.I. 1992. No.39. (in Russian).
    16. Voronov S.A., Puchin V.A., Tokarev V.S. and others. Catalytic and initiating systems for polymerization and modification of polymers. Leningrad, 1984. P. 53–61. (in Russian).
    17. Ivanchev S.S. Polyfunctional components for radical polymerization and preparation of polymer composites. Russ. Chem. Rev. 1991. Vol. 60(7). P. 701–713. (in Russian). (https://doi.org/10.1070/RC1991v060n07ABEH001103).
    18. Antonovsky V.L. Analytical chemistry of organic peroxide compounds. Mosсow: Chemistry, 1978. P. 250–307. (in Russian).
    19. Gorbachevskaya K.R., Kovbuz M.A., Loginova N.N., Podlesskaya N.K. Polarographic determination of peroxide groups in initiation systems based on -hydroxyethyl tert-butyl peroxide. J. Anal. Chem. 1990. Vol. 45. P. 1670–1672. (in Russian).
    20. Shvarchovskaya N.L. Gorbachevskaya K.R., Yatsyshyn M.M., Kovbuz M.A., Dikusar E.A. Polarographic reduction of acetylenic dialkyl peroxides. J. Gen. Chem. 1997. Vol. 5. P. 829–832. (in Russian).
    21. Kovbuz M.O., Hertsyk O.M., Zaichenko O.V., Pandyak N.L., Gorbachevska K.R. Electrochemical analysis of multifunctional peroxide initiators. Proc. Shevchenko Sci. Soc. Chem. Sci. 2003. Vol. XIV. P. 145–151. (in Ukrainian).
    22. Yatsishin M.N., Gorbachevskaya K.R., Pandyak N.L., Ukrainets A.M., Kovbuz M.A., Yuvchenko A.P., Zvereva T.D. Thermal stability and polarographic reduction of peroxyesters of o (m)-carborane-1-carboxylic and benzoic acids. Russ. J. Gen. Chem. 2004. Vol. 74(4). P. 567–573. (in Russian). (https://doi.org/10.1023/B:RUGC.0000031858.14774.59).
    23. Pandyak N., Yatsyshyn M., Gorbachevska К. Electrochemical study of complex acetylene-containing peroxide initiators. Visn. of the Lviv Univ. 2002. Vol. 42. P. 62–65. (in Ukrainian).
    24. Lewis W. R., Quackenbush F. W., T. de Vries. Polarographic Studies of Organic Peroxides in Nonaqueous Solutions. J. Anal. Chem. 2017. Vol. 21(7). P. 134–144. (https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ac60031a002).
    25. Kovbuz M.A., Gorbachevskaya K.R., Nima B.I. Influence of the electrode material on the reduction processes of peroxide compounds. Visn. Lviv Univ. Ser. Chem. 1980. Vol. 22. P. 47–51. (in Ukrainian).
    26. Vasudevan D. Cyclic voltammetric Studies on the electroreduction of peroxides in aprotic mediaю. Bull. Electrochem. 2000. Vol. 16(6). P. 277–279.
    27. Wang J, Angnes L, Liang C, Evans O. Electrocatalysis and amperometric detection of organic peroxides at modified carbon-paste electrodes. Talanta. 1991 V. 38(10). P. 1077–1081. (https://doi.org/10.1016/0039-9140(91)80222-L).
    28. Vedenyapina M.D., Skundin A.M., Vil V.A., Kazakova M.M., Barsegyan Ya.A. Electro¬chemical reduction of spirocyclopentimalonyl peroxide in an aqueous medium. J. Phys. Chem. 2020. Vol. 94(4). P. 859–863. (https://doi.org/10.1134/S0036024420040238).
    29. Pandyak N.L., Yatsyshyn M. Kinetic Regularities of Thermal Dissociation of Acetylene Peroxide Incentives. Sc. Bull. UNFU-2003. Vol. 13(4). P. 110–113. (in Ukrainian).
    30. Frumkin A.N. Electrode processes. Мoscow: Science, 1987. 334 p. (in Russian).
    31. Pandyak N.L, Yatsyshyn M.M, Khmilovskaya M.I. On the mechanism of electrochemical reduction of alkyne peroxides in dimethylformamide-aqueous solutions. J. Lviv Polyt. Nat. Univ. 2005.Vol. 536. P. 32–38. (in Ukrainian).

Як цитувати:

ПАНДЯК Н., ГЕРЦИК О., ЯЦИШИН М., ТАШАК М. ВПЛИВ ПРИРОДИ ЕЛЕКТРОДА НА РЕАКЦІЙНУ ЗДАТНІСТЬ АЦЕТИЛЕВМІСНИХ ПЕРОКСИДНИХ ІНІЦІАТОРІВ. Праці НТШ. Хім. Наук. 2021 Т. LXVI. С. 47-56.

Завантажити файл