Кинетические модели реакций синтеза ароматических и гетероциклических соединений на основе многоядерных вычислительных систем

• Автор: Ахметов, Ильнур Вазирович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 100 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Литературный обзор

1.1. Реакции синтеза ароматических и гетероциклических соединений

1.2. Методы исследования объектов химической кинетики

1.3. Информационноаналитическая система кинетических исследований

1.4. Параллельные вычисления при решении обратных задач химической кинетики

1.5. Постановка задачи исследования

1.6. Выводы по главе 1

2. Кинетические модели реакций синтеза ароматических и гетероциклических соединений

2.1. Схемы химических превращений и математические

описания исследованных реакций
2.2. Метод решения обратных кинетических задач на основе многоядерных вычислительных систем
2.3. Выводы по главе 2
3. Результаты вычислительных экспериментов
3.1. Сравнение экспериментальных и расчетных данных
3.2. Оптимальные условия проведения химических реакций
3.3. Выводы по главе 3
Заключение
Литература


Автор данной диссертационной работы предложил перспективный и актуальный метод поиска кинетических параметров, использующий технологию параллельных вычислений на многоядерных системах, для построения кинетических моделей химических реакций металлокомплексного катализа с целью сокращения сроков изучения и освоения новых каталитических процессов. Работа выполнена в соответствии с планами НИР Института нефтехимии и катализа РАН по темам Информационноаналитические системы моделирования и оптимизации каталитических процессов с использованием технологии параллельных вычислений, гос. Металлокомплексный катализ в синтезе и селективной функционализации углеводородов и гетероатомных соединений, гос. Разработка кинетических моделей химических реакций с участием металлокомплексных катализаторов с использованием параллельного метода вычислений на многоядерных системах. Разработан метод построения кинетических моделей реакций металлокомплексного катализа с использованием параллельных вычислений на многоядерных вычислительных системах. Разработан алгоритм решения обратной задачи химической кинетики для многоядерной системы с общей памятью. Разработан программный комплекс для решения обратных кинетических задач на многоядерных вычислительных системах. Определены условия проведения химических реакций синтеза ароматических и гетероциклических соединений для получения максимального выхода целевого продукта бензилиденбензиламина и достижения наибольшей конверсии исходного реагента 2ацетилпиррола. Разработан и внедрен в экспериментальные лаборатории ИНК РАН комплекс прикладных программ, использующий алгоритм параллельных вычислений на многоядерных системах при построении кинетических моделей химических реакций, катализируемых комплексами переходных металлов. Разработанный программный продукт является частью методического пособия спецкурса Информационноаналитическая система обратных задач химической кинетики на кафедре математического моделирования ФГБОУ ВПО Башкирский государственный университет БашГУ. Проведен вычислительный эксперимент на базе кинетических моделей по определению максимального выхода бензилиденбензиламина при вариации температуры и соотношения исходных компонентов. XVII Международная научная конференция Математика. IX Ii i i i . Результаты работы обсуждались на научных семинарах лаборатории математической химии Института нефтехимии и катализа РАН и кафедры математического моделирования БашГУ. Работа была представлена и отмечена сертификатом об успешном прохождении обучения на молодежной летней школе Суперкомпьютерное моделирование и визуализация в научных исследованиях Москва, . Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ госконтракт . РФФИ 3 Новый универсальный метод синтеза хинолинов и изохинолинов с использованием металлокомплексных катализаторов. По теме диссертации опубликовано тринадцать статей, из них пять в периодических изданиях, рекомендованных ВАК, одна в рецензируемом издании, семь в сборниках трудов Международных, Всероссийских, региональных научных и научнопрактических конференций. Принято положительное решение о регистрации программы для ЭВМ. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы, включающего наименований. Объем диссертации составляет 0 страниц, включая рисунков и таблиц. В ряду оснований Шиффа Ыбензилиденбензиламин занимает важное место, что обусловлено его широким применением в практике. Мбензилиденбензиламин известен, прежде всего, как индикатор для количественного определения литийорганических соединений титриметрическим методом . Кроме того, Ибензилиденбензиламин служит исходным соединением для синтеза ряда гетероциклов, в том числе замещенных пиперидин2онов, обладающих широким спектром физиологической активности, таких как анальгетическая, противоконвульсивная, противосудорожная . Пирролкарбоновые кислоты ПКК представляют большой интерес как исходные соединения для получения порфиринов и лекарственных препаратов , . ВКЧП , а натриевые соли 2арил5пирролкарбоновых кислот обладают противосудорожной активностью . В литературе имеется очень мало публикаций, посвященных синтезу пирролкарбоновых кислот, в частности важного представителя этого ряда соединений 5ацетил2пирролкарбоновой кислоты.