РОСТОСТИМУЛИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ СУЛЬФАТВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ БАКТЕРИЙ Российский патент 2012 года по МПК C12N1/38 C12N1/20 

Описание патента на изобретение RU2459865C2

Изобретение относится к созданию новых стимуляторов роста из ряда ацеталей и их гетероаналогов, а именно к соединениям класса фурилзамещенных 1,3-дигетероциклоалканов, которые могут быть использованы в процессе биологической очистки сточных вод с помощью сульфатвосстанавливающих бактерий.

Известно применение циклических ацеталей фурфурола в качестве регуляторов роста растений [Патент РФ №2141202 Регулятор роста растений "Фэтил", БИ - 1999. - №32].

Сведений о применении этих соединений в качестве регуляторов роста микроорганизмов в литературе не обнаружено.

Известно использование в качестве стимулятора роста и развития СВБ в количестве 0,05-0,2 мас.% эмульсионной композиции следующего состава (мас.%): некаль 22-30, поливиниловый спирт 18-26, гидрохинон 12-14, вода - остальное [Авт. свид. №1231812 Способ биохимической очистки сточных вод от ионов металлов, опубл. 27.07.2000 г.].

Известно применение в целях интенсификации процесса сульфатредукции при культивировании СВБ стимулирующей добавки, содержащей смесь двойного нитрата самария с пиридином в количестве 0,0005-0,01 мас.% [Авт. свид. №152261 Способ обнаружения сульфатвосстанавливающих бактерий в нефтепромысловых средах, опубл. 20.11.1999 г.].

Недостатком данных способов является труднодоступность реагентов, сложность их дозировки и недостаточная ростстимулирующая активность соединений.

Наиболее близкими по структуре стимуляторами роста СВБ (прототипом), применяемыми в концентрациях 0,0025-0,1 мас.%, являются представители класса азотсодержащих гетероаналогов ацеталей (аминалей) N,N,N'N'-тетраалкилметилен(бис)амины общей формулы (1), где R=CH3, C2H5 [Авт. свид. №764388 Питательная среда для выращивания сульфатвосстанавливающих бактерий, опубл. 20.11.1999 г.]:

Недостатком является недостаточная ростстимулирующая активность соединений.

Изобретение решает техническую задачу интенсификации выработки сульфатвосстанавливающими бактериями (СВБ) биогенного сероводорода, используемого для осаждения тяжелых металлов в процессе биологической очистки сточных вод.

Сущность изобретения заключается в создании ростстимулирующего средства для СВБ, содержащего в качестве активного ингредиента 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентан:

Получение 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентана иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1. Синтез 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентана в мягких условиях (при комнатной температуре):

В химический стакан помещают 62 г (1 моль) свежеперегнанного этиленгликоля и приливают при перемешивании 96 г (1 моль) свежеперегнанного азеотропной перегонкой с водой фурфурола. Смесь охлаждают на водяной бане до комнатной температуры, затем приливают 10 см3 10% раствора серной кислоты. Перемешивание продолжают еще 0,1…0,15 ч. В момент помутнения реакционной смеси, свидетельствующего о прохождении ацетализации, к ней прибавляют 200 см3 воды, после чего происходит расслоение реакционной смеси на водную и органическую фазы. После нейтрализации реакционной смеси ее разделяют с помощью делительной воронки, водный слой экстрагируют эфиром, эфирные вытяжки и органический слой объединяют, сушат над безводным КОП, отгоняют эфир и выделяют 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентан вакуумной перегонкой с выходом 84%.

Т.кип.°C (мм рт.ст.): 105 (18);

;

;

ИК-спектр (ν, см-1): 3120, 2970, 2860, 1620, 1520, 1475, 1435, 1380, 1245, 1160, 1110, 1030, 960, 930, 890, 870, 805, 750

Пример 2. Синтез 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентана в жестких условиях (в кипящем бензоле):

В трехгорлую круглодонную колбу, снабженную мешалкой, ловушкой Дина-Старка с обратным холодильником и подводом инертного газа, помещают 62 г (1 моль) свежеперегнанного этиленгликоля 96 г (1 моль) свежеперегнанного фурфурола, и 500 см3 абсолютизированного над натрием бензола. В холодную реакционную смесь добавляют катализатор КУ-2 в кислой форме в количестве 10 мол.% от фурфурола. Реакционную смесь кипятят при перемешивании в течение 2-2,5 ч с азеотропной отгонкой реакционной воды. По окончании реакции, о чем свидетельствует прекращение выделения воды, горячую смесь фильтруют, катализатор промывают небольшим количеством бензола и выделяют 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентан вакуумной перегонкой с выходом 76%. Физико-химические характеристики 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопептан идентичны характеристикам соединения, полученного выше.

Пример 3. Лабораторные биологические испытания заявленного ростстимулирующего средства.

Эксперимент по изучению влияния органических стимуляторов на эффективность биохимической сульфатредукции и развитие СВБ проводили путем инкубирования микроорганизмов в пенициллиновых флаконах (объем 275 мл) в течение 35 дней. В начале исследований в герметичные стеклянные емкости одинакового объема загружали активный консорциум СВБ, содержащий накопительную культуру СВБ.

Иловая загрузка составляла при этом 1/3 высоты флакона. Идентичную загрузку вносили во все флаконы (было проведено 2 параллельных опыта), заполняли их питательной средой одинакового состава, добавляя стимулятор роста в количествах 0,01-0,1% и прототип в количестве 0,05 мас.%. В качестве контрольной пробы была взята проба без добавления стимулятора роста. Доза стимулятора и прототипа выбиралась на основе литературных данных, по аналогии с другими работами по изучению рострегулирующей активности 1,3-дигетероциклоалканов [Калашникова В.Г., Михайлюченко Н.Г., Кульневич В.Г. Производные 2-фурил-1,3-диоксана - эффективные стимуляторы роста пасленовых культур. - В кн.: Химия и технология ацеталей и их гетероаналогов. - Уфа: 1981. - С.139].

В качестве питательной среды использовалась среда для селективного культивирования СВБ «DSM-63» следующего состава (г/л): глицерин - 1,0, KH2PO4 - 0,5, NH4Cl - 1,0, Na2SO4, - 1,0, CaCl2·2H2O - 0,1, MgSO4·7H2O - 2,0, дрожжевой экстракт - 0,1.

В таблице 1 отражена динамика утилизации сульфатов и накопления сероводорода, наблюдаемая в течение эксперимента.

Приведенные в таблице 1 данные показывают, что заявленное соединение в концентрациях 0,01-0,1% проявляет ростстимулирующий эффект при культивировании СВБ, выражающийся в интенсификации процессов утилизации сульфатов и генерации сероводорода. По степени эффективности заявленное ростстимулирующее вещество лучше взятого прототипа.

Похожие патенты RU2459865C2

название год авторы номер документа
Способ подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий в жидких средах 1987
  • Хазипов Рим Халитович
  • Силищев Николай Николаевич
  • Орлова Наталья Алексеевна
  • Турбанова Елена Самуиловна
  • Комиссарова Елена Викторовна
  • Петров Анатолий Александрович
SU1465422A1
СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СУЛЬФАТИЗИРОВАННОГО КАРБОНАТНОГО ПЛАСТА И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ 1986
  • Цинберг М.Б.
  • Коробкина О.В.
  • Гвоздяк П.И.
  • Швей В.А.
  • Перепеличенко В.Ф.
  • Клюшин А.Н.
  • Галян Н.Н.
SU1494596A1
ШТАММ БАКТЕРИЙ DESULFOVIBRIO SP. "ЭГАСТ-4", ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ 1998
  • Смирнова Г.Ф.
  • Баглай С.В.
  • Вайнштейн М.Б.
  • Гоготова Г.И.
  • Галушко А.С.
RU2135422C1
ШТАММ БАКТЕРИЙ Desulfovibrio oxamicus, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ СУЛЬФАТОВ И ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ 2007
  • Смирнов Юрий Юрьевич
  • Вацурина Анна Валериевна
RU2355756C1
СОСТАВ ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ РОСТА СУЛЬФАТВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ БАКТЕРИЙ И ИНГИБИРОВАНИЯ КОРРОЗИИ В НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СРЕДАХ 2000
  • Рахматуллина Г.М.
  • Володина Е.Л.
  • Мясоедова Н.В.
  • Зуева Т.А.
  • Шарафутдинова Ф.В.
  • Запеклая Г.Н.
RU2170815C1
СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТИВНОГО ПЛАСТА И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ 1984
  • Цинберг М.Б.
  • Политыкина М.А.
  • Швец В.А.
  • Гвоздяк П.И.
SU1289121A1
Способ подавления жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий при заводнении нефтяных пластов 1982
  • Курбанов Таган-Мамед
  • Тулегенов Шихи
SU1082772A1
СОСТАВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ СУЛЬФАТИЗИРОВАННОГО КАРБОНАТНОГО ПЛАСТА 1989
  • Цинберг М.Б.
  • Ахметов В.Н.
  • Пастухова Г.В.
  • Сургина Т.А.
SU1579120A1
Способ предотвращения роста сульфатвосстанавливающих бактерий 1983
  • Андресон Роза Карамовна
  • Фахретдинов Риваль Нуретдинович
  • Джемилев Усеин Меметович
  • Пропадущая Людмила Алексеевна
  • Андресон Борис Арнольдович
  • Телин Алексей Герольдович
SU1125205A1
Способ очистки остаточных растворов подземного выщелачивания 1990
  • Шугина Галина Александровна
  • Абдульманов Ильшат Гаязович
  • Бровин Константин Григорьевич
  • Венатовский Игорь Владимирович
  • Гольдштейн Роберт Иванович
  • Натальченко Борис Иванович
  • Нестеров Юрий Васильевич
  • Шмариович Евгений Михайлович
SU1814685A3

Реферат патента 2012 года РОСТОСТИМУЛИРУЮЩЕЕ СРЕДСТВО ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ СУЛЬФАТВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ БАКТЕРИЙ

Изобретение относится к области биохимии. Предложено ростостимулирующее средство для культивирования сульфатвосстанавливающих бактерий, представляющее собой 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентан. Средство способствует повышению выхода биогенного сероводорода, выделяемого сульфатвосстанавливающими бактериями и используемого для осаждения тяжелых металлов из сточных вод. 1 табл., 3 пр.

Формула изобретения RU 2 459 865 C2

Ростостимулирующее средство для культивирования сульфатвосстанавливающих бактерий, представляющее собой 2-(фурил-2)-1,3-диоксациклопентан.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2459865C2

ПИТАТЕЛЬНАЯ СРЕДА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СУЛЬФАТВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ БАКТЕРИЙ 1979
  • Хазипов Р.Х.
  • Крупнов Б.Н.
  • Имашев У.Б.
  • Рахманкулов Д.Л.
  • Агишева С.А.
SU764388A1
CN 101434916 А, 20.05.2009
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ С ВЫСОКИМИ КОНЦЕНТРАЦИЯМИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ 2004
  • Динкель Владимир Гербердтович
  • Фрехен Франц-Бернд
  • Динкель Андрей Владимирович
  • Клявлин Марс Салихович
  • Смирнов Юрий Юрьевич
RU2356857C2
БИОЛОГИЧЕСКИЙ РЕАКТОР 1989
  • Цинберг М.Б.
  • Маслова О.Г.
  • Сургина Т.А.
  • Краснов И.А.
SU1736100A1
Способ биохимической очистки сточных вод от сульфатов и ионов металлов 1980
  • Смирнов Юрий Григорьевич
  • Губин Виктор Евдокимович
  • Смирнова Галина Федоровна
  • Горелов Владимир Сергеевич
  • Максимова Надежда Ивановна
SU927759A1
Способ биохимической очистки сточных вод от ионов металлов 1978
  • Зайнуллин Хамит Насретдинович
  • Галиакбаров Марат Файзулович
  • Ягафарова Гузель Габдуловна
  • Смирнова Галина Федоровна
SU857013A1

RU 2 459 865 C2

Авторы

Хамидуллина Инна Вадимовна

Ягафарова Гузель Габдулловна

Хлебникова Татьяна Дмитриевна

Хусаинов Марат Абзалович

Даты

2012-08-27Публикация

2010-09-22Подача