danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8323-2019-63-6-704-715dan-825Research ArticleХИМИЯCHEMISTRYО возможности оценочного прогнозирования экстракции органических веществ сложной структуры с использованием метода групповых инкрементовOn the possibility of evaluative prediction of the extraction of organic substances of complex structure using the method of group incrementsЗаяцМ. Ф.ZayatsM. F.

Заяц Михаил Фёдорович – канд. хим. наук, заведующий кафедрой. 

ул. Ленинградская, 14, 220030, Минск

Zayats Mikhail Fedorovich – Ph. D. (Chemistry), Head of the Department.

14, Leningradskaya Str., 220030, Minsk

mikhail_zayats@tut.byЛещёвС. М.LeschevS. M.

Лещёв Сергей Михайлович – д-р хим. наук, профессор.

ул. Ленинградская, 14, 220030, Минск

Leschev Sergey Mikhailovich – D. Sc. (Chemistry), Professor.

14, Leningradskaya Str., 220030, Minsk

leschev.sergey54@gmail.comЗайдельА. В.ZaidzelA. U.

Зайдель Александр Владимирович – ст. преподаватель.

ул. Ленинградская, 14, 220030, Минск

Zaidzel Aliaxandr Uladzimiravich – Senior Lecturer. 

14, Leningradskaya Str., 220030, Minsk

Белорусский государственный университетBelarusian State University201905012020636704715Copyright © Заяц М.Ф., Лещёв С.М., Зайдель А.В., 20202020Заяц М.Ф., Лещёв С.М., Зайдель А.В.Zayats M.F., Leschev S.M., Zaidzel A.U.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/825

При температуре 20 ± 1 °С в экстракционных системах гексан–вода, гексан–ацетонитрил, гексан– смеси ацетонитрила и воды, наиболее часто применяющихся в аналитической химии пестицидов, систематически изучено распределение пестицидов различных классов: амидов, анилинопиримидинов, производных бензола, бензоилфенилмочевин, бензолсульфонатов, гидразидов, динитроанилинов, карбаматов, пиретроидов, пиримидинов, тетразинов, триазолов, фенилмочевин, фосфорорганических соединений, эфиров карбоновых кислот. Рассчитаны константы распределения пестицидов (P) и инкременты логарифмов констант распределения их функциональных групп между углеводородной и полярной фазой. Предложены и апробированы два основных метода оценочного прогнозирования lg P пестицидов – заместительный, основанный на расчете lg P путем замены заместителей в базовой молекуле и метод абсолютного сложения инкрементов. Проиллюстрированы возможности обоих методов, обсуждены причины отклонений экспериментальных значений от расчетных. Оценено влияние природы и состава полярной фазы на величины наблюдаемых отклонений. В частности, они резко уменьшаются с ростом содержания ацетонитрила в полярной фазе. Введены усредненные величины поправки к расчетным величинам lg P, позволяющие в большинстве случаев прогнозировать lg P пестицидов с отклонением не более 0,5–1,0 от расчетного.

The distribution of pesticides of different classes (amides, anilinopyrimidines, benzene derivatives, benzoylphenylureas, benzenesulfonates, hydrazides, dinitroanilines, carbamates, pyretroids, pyrimidines, tetrazines, triazoles, pheny lureas, organophosphorus compounds, esters of carboxylic acids) was studied at 20 ± 1 °C in the extraction systems of hexane–water, hexane–acetonitrile, hexane– acetonitrile and water mixture that are most often used in analytical chemistry of pesticides. The distribution constants P of pesticides and the increments of logarithms of the distribution constants If of their functional groups between the hydrocarbon and polar phases are calculated. Two main methods for evaluative prediction of lg P of pesticides are proposed and approved – substitutive method based on the calculation of lg P by replacing the substituents in the base molecule and the method of absolute addition of increments. The possibilities of the both methods are illustrated. The reasons for the deviations of the experimental values from the calculated ones are discussed. The influence of the nature and composition of the polar phase on the magnitudes of the observed deviations is estimated. In particular, they decrease dramatically with an increase in the acetonitrile content in the polar phase. Averaged values of correction to the calculated values of lg P are introduced. In most cases, they allow predicting lg P of pesticides with a deviation of not more than 0.5–1.0 from the calculated one.

экстракция пестицидовпрогнозирование констант распределенияинкремент функциональной группыпринцип аддитивности энергии Гиббса распределенияextraction of pesticidesprediction of distribution constantsincrement of the functional groupthe principle of additivity of Gibbs energy of distributionReferencesРахманько, Е. М. Применение экстракции для определения витаминов группы В в пищевых продуктах / Е. М. Рахманько, Е. И. Полянских, О. В. Шуляковская // Вестн. Белорус. гос. ун-та. Сер. 2. Химия. Биология. География. – 2012. – № 1. – С. 37–42.Rakhman’ko E. M., Palianskikh E. I., Shulyakovskaya O. V. Application of extraction for determination of group B vitamins in foodstuffs. Vestnik BGU. Seriya 2. Khimiya. Biologiya. Geografiya = Vestnik BSU. Series 2: Chemistry. Biology. Geography, 2012, no. 1, pp. 37–42 (in Russian).Zayats, M. F. An improved extraction method of rapeseed oil sample preparation for the subsequent determination in it of azole class fungicides by gas chromatography / M. F. Zayats, S. M. Leschev, M. A. Zayats // Analytical Chemistry Research. – 2015. – Vol. 3. – P. 37–45. https://doi.org/10.1016/j.ancr.2014.11.004Zayats M. F., Leschev S. M., Zayats M. A. An improved extraction method of rapeseed oil sample preparation for the subsequent determination in it of azole class fungicides by gas chromatography. Analytical Chemistry Research, 2015, vol. 3, pp. 37–45. https://doi.org/10.1016/j.ancr.2014.11.004Заяц, М. Ф. Хромато-распределительный метод идентификации пестицидов в их смесях и сельскохозяйственной продукции / М. Ф. Заяц, С. М. Лещев // Журн. аналит. химии. – 2018. – Т. 73, № 5. – С. 377–388.Zayats M. F., Leschev S. M. A distribution chromatography method for the identification of pesticides in their mixtures and agricultural products. Journal of Analytical Chemistry, 2018, vol. 73, no. 5, pp. 486–496. https://doi.org/10.1134/s1061934818050143Заяц, М. Ф. Применение принципа аддитивности энергии Гиббса распределения для прогнозирования экстракции некоторых пестицидов / М. Ф. Заяц, С. М. Лещев // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. хiм. навук. – 2016. – № 2. – С. 26–36.Zayats M. F., Leschev S. M. Application of distribution Gibbs energy additivity principle for prediction of extraction of some pesticides. Vestsi Natsyyanal’nai akademii navuk Belarusi. Seryya khimichnykh navuk = Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, chemical series, 2016, no. 2, pp. 26–36 (in Russian).Leschev, S. M. Regularities of extraction in systems on the basis of polar organic solvents and use of such systems for separation of impotant hydrophobic substances / S. M. Leschev // Ion Exchange and Solvent extraction. – 2001. – Vol. 15. – P. 295–330.Leschev S. M. Regularities of extraction in systems on the basis of polar organic solvents and use of such systems for separation of impotant hydrophobic substances. Ion Exchange and Solvent extraction, 2001, vol. 15, pp. 295–330.Лещев, С. М. Метод групповых инкрементов как способ обобщения данных по экстракции органических веществ и оценки влияния внутримолекулярных эффектов на их экстракцию из водных растворов / С. М. Лещев, А. В. Зайдель, М. Ф. Заяц // Химия новых материалов и биологически активных веществ / под общ. ред. Д. В. Свиридова. – Минск: Издательский центр БГУ, 2016. – С. 135–151.Leschev S. M., Zaidel A. U., Zayats M. F. Method of group increments as a way of generalization of the data on the extraction of organic substances and assessment of intramolecular effects influence on their extraction from aqueous solutions. Sviridov D. V. (ed.) Khimiya novykh materialov i biologicheski aktivnykh veshchestv [Chemistry of new materials and biologically active substances]. Minsk, BSU Publishing Center, 2016, pp. 135–151 (in Russian).Leo, A. Partition coefficients and their uses / A. Leo, C. Hansch, D. Elkins // Chem. Rev. – 1971. – Vol. 71, N 6. – P. 525–616. https://doi.org/10.1021/cr60274a001Leo A., Hansch C., Elkins D. Partition coefficients and their uses. Chemical Reviews, 1971, vol. 71, no. 6, pp. 525–616. https://doi.org/10.1021/cr60274a001Leo, A. J. Calculating log Poct from Structures / A. J. Leo // Chem. Rev. – 1993. – Vol. 93, N 4. – P. 1281–1306. https://doi.org/10.1021/cr00020a001Leo A. J. Calculating log Poct from Structures. Chemical Reviews, 1993, vol. 93, no. 4, pp. 1281–1306. https://doi.org/10.1021/cr00020a001Computation of Octanol-Water Partition Coefficients by Guiding an Additive Model with Knowledge / T. Cheng [et al.] // J. Chem. Inf. Model. – 2007. – Vol. 47, N 6. – P. 2140–2148. https://doi.org/10.1021/ci700257yCheng T., Zhao Y., Li X., Lin F., Xu Y., Zhang X., Li Y., Wang R., Lai L. Computation of Octanol-Water Partition Coefficients by Guiding an Additive Model with Knowledge. Journal of Chemical Information and Modeling, 2007, vol. 47, no. 6, pp. 2140–2148. https://doi.org/10.1021/ci700257yГосударственный реестр средств защиты растений и удобрений, разрешенных к применению на территории Республики Беларусь / А. В. Пискун [и др.]. – Минск: Промкомплекс, 2017. – 687 c.Piskun A. V. [et al.] The State Register of plant protection products and fertilizers permitted for use on the territory of the Republic of Belarus. Minsk, Promkompleks Publ., 2017. 687 p. (in Russian).Лещев, С. М. Экстракционные системы на основе полярных неводных растворителей и их применение для разделения и анализа гидрофобных органических веществ / С. М. Лещев. – Минск, 1995. – 306 c.Leshchev S. M. Extraction systems on the base of polar non-aqueous solvents and their use for the separation and analysis of hydrophobic organic substaces. Minsk, 1995. 306 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.