Нитросильные радикалы

Автор: 26.01.2014

В самом деле, открытие зарегистрировано только в августе прошлого года, а за исследование и использование нитроксильных радикалов уже отмечены Государственной премией СССР А.Л. Бучаченко, Г.И. Лихтейнштейн, М.Б. Нейман и Э.Г. Розанцев, удостоен первой премии ВХО имени Д.И. Менделеева Р.И. Жданов, получил Национальную премию США американец Г. Макконнел, стал кавалером ордена Национальных заслуг французский ученый А. Расса... Что же за качества такие у нитроксилов, если с их помощью удается достигать результатов государственной важности!
Главное, чем они замечательны, кроме стабильности, — это их парамагнетизм — способность ориентироваться в магнитном поле и быть немагнитными при его отсутствии. Неспаренный электрон, обладая магнитным моментом, ориентируется словно стрелка компаса. Короткими радиоволнами его можно перевернуть. Часть энергии радиоволн при этом истратится, что можно зарегистрировать на экране осциллографа. Характер получающейся кривой, которую называют спектром электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), и указывает, есть ли в веществе свободные радикалы, и какие именно. ЭПР-спектроскопия была изобретена еще в 1944 году академиком Е.К. Завойским и начала применяться для обнаружения обычных радикалов. По ним стало возможным судить о том, какие происходят в исследуемом объеме химические реакции. А поскольку нитроксилы сохраняют парамагнетизм от минус 270 до плюс 250 градусов Цельсия, устойчивы к кислотам, щелочам, кислороду, растворимы в большинстве жидкостей и твердых органических веществ, малотоксичны, — они оказались идеальным веществом-индикатором.
Вот лишь один пример. При эксплуатации нефтяных месторождений наступает неприятный момент, когда «черное золото» перестает подниматься самотеком. Тогда повышают давление в пласте, нагнетая в него воду. Но невозможно заранее рассчитать, как она будет двигаться под землей. Чтобы проследить за этим, добавляют радиоактивные изотопы. А это хлопотно и недешево — иметь дело с радиоактивными материалами. И.И. Букин и Э.Г. Розанцев с сотрудниками предложили использовать в качестве индикаторов подземного движения воды нитроксильные радикалы (а.с. № 667930, 783740). Контуры обводнения и места прорыва воды определяются отлично, опасность радиоактивного заражения исключается полностью. Упрощается и удешевляется анализ данных. Более того, если для каждой из скважин, в которые закачивается вода, применить свой нитроксил, то появляется возможность следить за направлением потоков от отдельных скважин и тем определять, в какую из них сколько подавать воды. Лишь опытное внедрение этого способа (насыпали щепотку куда надо, а затем проверили, в какое место ее унесло) дало в Башкирии экономический эффект более чем в четыреста тысяч рублей.