Page 20 - Zmist-n5-2015

Мета досліджень – визначити квантово-хімічні характеристики будови моле-
кули гетероциклічних солей з антимікробними властивостями, які зумовлюють їх
ефективну інгібувальну дію під час біокорозії маловуглецевої сталі, на прикладі
похідних піридинію, імідазопіридинію та імідазоазепінію.
Методи випробувань. Протикорозійні властивості четвертинних солей
піридинію (ЧСП), імідазопіридинію (ЧСІП) та імідазоазепінію (ЧСІА) за умов
2
біокорозії маловуглецевої сталі Ст3пс (пластини 24 сm ) вивчали гравіметричним
методом [18].
У табл. 1 наведені їх формули з нумерацією атомів нітрогену. Четвертинні
солі синтезували під керівництвом проф. А. М. Демченка за методиками, описа-
1
ними раніше [19, 20]. Будову сполук підтверджують методи ЯМР Н-спектроско-
пії (Bruker-300) та хромато-мас-спектрометричний аналіз (LC/MSD, прилад серії
Agilent 1200 (США) з мас-спектрометричним детектором Mass Quad G1956B
(Agilent Technologies inc.) із позитивною та негативною іонізацією).
Як корозивне використовували середовище Постгейта “В”, інокульоване
тридобовою культурою СВБ роду Desulfovibrio (експоненційна фаза росту), в
якому переважно протікає біокорозія. Концентрація інокуляту становила 10% від
6 8
об’єму середовища. Кількість СВБ в ньому 10 ...10 cell/ml. Культуру СВБ виді-
лили з феросфери кородівного газопроводу.
Концентрація інгібітора 1 g/l; час випробувань 240 h; температура 301 K. За
–2 –1
результатами випробувань розраховували швидкість корозії (K m, g×m ×h ), гли-
–1
бинний показник (П, mm ×year), коефіцієнт гальмування (g) та ступінь захисту
(Z, %). Статистичну обробку експериментальних даних, одержаних гравіметрич-
ним методом з повторюваністю n = 5, виконували для рівня значущості 0,05,
використовуючи програму Exсel. Відносне їх відхилення (швидкість корозії) не
перевищувала 10%.
Антимікробні властивості досліджували методом дифузії в агар, застосовую-
чи паперові диски (діаметром 6 mm), просочені розчинами четвертинних солей.
Концентрація розчинів 0,1; 0,2 та 2%. Диски розміщували на поверхні щільного
поживного середовища, заздалегідь інокульованого культурою СВБ. За діамет-
ром зони затримки росту мікроорганізмів визначали діаметр зони пригнічення
розвитку бактерій (d, mm).
Кількість бактерій у корозивному середовищі та біоплівці, сформованій на
поверхні металу, визначали методом граничних десятикратних розведень [21].
Клітини біоплівки, що прикріпилися за час експозиції до металевої поверхні, зні-
мали у фіксований об’єм (20 ml) 0,1N фосфатного буфера (рН 7) за допомогою
ультразвуку з частотою 22 kНz (30 s) двічі з інтервалом 60 s на приладі УЗМ-003/н.
Отриманий змив використовували, щоб приготувати серію розведених розчинів
та визначити кількість адгезованих клітин бактерій.
Концентрацію біогенного сірководню, який продукують клітини СВБ, зна-
ходили методом йодометричного титрування. Показник ліпофільності (lgP) чет-
вертинних солей розраховували з допомогою пакета програм ChemOffice 9.0
(Cambridgesoft Inc.), а квантово-хімічні (електронні заряди атомів молекул (q),
дипольний момент (m), енергії вищої зайнятої (E HOMO) та нижньої вакантної
(E LUMO) молекулярних орбіталей), – використовуючи цей самий пакет, за мето-
дом РМ3 (Рarameterization Мodel version 3). Величину енергетичної щілини (∆E)
розраховували як різницю E LUMO – E HOMO.
Результати та їх обговорення. Для першої групи досліджуваних солей –
похідних піридинію (ЧСП) характерна різна за ефективністю антимікробна дія до
СВБ (табл. 2). Найменший діаметр пригнічення росту бактерій визначено для
ЧСП-І, молекула якої містить ацетонільний фрагмент; найбільший - для ЧСП-IV

19