Международный
научный журнал

Смешанноамидные комплексные соединения сукцината магния


Mixed amide complex compounds of magnesium succinate

Цитировать:
Хайдаров Д.М. Смешанноамидные комплексные соединения сукцината магния // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2018. № 3(45). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/5586 (дата обращения: 14.10.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

Осуществлен синтез смешанноамидных координационных соединений сукцината магния с формамидом, ацетамидом, карбамидом. Установлены состав, индивидуальность, способы координации молекул формамида, карбамида, ацетамида и сукцинатного фрагмента.

Методами колебательной спектроскопии и термического анализа доказаны способы координации органических лигандов, окружение центрального иона и термическое поведение синтезированных соединений.

Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей моногидрата сукцината магния, формамида, карбамида, ацетамида и комплексных соединений составов МgC4H4O4•HCONH2•CH3CONH2, MgC4H4O4•HCONH2•CO(NH2)2 показано, что новые координационные соединения отличаются между собой, а также от исходных компонентов, следовательно, соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку.

ABSTRACT

The synthesis of mixed-amine coordination compounds of magnesium succinate with formamide, acetamide, carbamide is carried out. The compositions, individuality, ways of coordinating molecules of formamide, carbamide, acetamide and succinate fragment have been established.

Due to methods of oscillation spectroscopy and the thermal analysis, ways of coordination of organic ligands, the environment of the central ion and the thermal behavior of synthesized compounds have been proved.

By the comparison of interplanar distances and relative intensities of magnesium succinate monohydrate, formamide, carbamide, acetamide and complex compounds of МgC4H4O4•HCONH2•CH3CONH2, MgC4H4O4•HCONH2•CO(NH2)2, it is shown that new coordination compounds differ from each other, as well as from the initial components; therefore, the compounds have an individual crystal lattice.

 

Ключевые слова:смешанноамидные комплексные соединения, координация, центральный атом, синтез, элементный анализ, способы координации, термическое поведение, индивидуальность, состав, физико-химические методы анализа, ИК-спектры поглощения, рентгенофазовый анализ.

Keywords: Keywords: mixed-amine complex compound;, coordination; central atom; synthesis; element analysis; coordination methods; thermal behavior; individuality; composition; physical-chemical methods of the analysis; IR spectrum of absorption; X-ray diffraction analysis.

 

Введение

Молекулы формамида, ацетамида, карбамида и анион янтарной кислоты являются представителями биоорганических соединений. Их координационные соединения с некоторыми металлами проявляют высо­кую биологическую активность роста растений [1; 2].

Следовательно, проведение исследований по синтезу новых координационных соединений с биологически активными веществами является весьма актуальным. В литературе отсутствуют сведения о смешанноамидных комплексных соеди­нениях сукцината магния с формамидом, ацетамидом и карбамидом.

Объекты и методы исследований

Для синтеза координационных соединений использовали и MgCl2*6H2O, а также NaOH и янтарную кислоту – марки «ч.д.а.» и «х.ч.». Синтез соответствующих сукцинатов металлов проводили согласно [5; 7]. Ацетамид (CH3CONH2), формамид (HCONН2) и карбамид (CO(NH2)2) марки «ч.д.а.» использовали в качестве лигандов. Количество металлов в синтезированных соединениях опре­деляли на атомно-абсорбционном спектрофотометре марки novAA 300 фирмы Analitik Jena AG (Германия) [6]. Азот, водород и углерод определяли на элементном анализаторе EA-1108 фирмы Карло Эрба [3].

Для установления индивидуальности синтезиро­ванных соединений снимали рентгенограммы на установке ДРОН-3М с Сu- антикатодом [4]. Для расчетов межплоскостных расстояний использовались таблицы [4], а относительная интенсивность линии I/I1 определялась в процентах от наиболее сильно выраженного рефлекса в максимуме. Ик-спектры поглощения записывали в области 400-4000 см-1 на спектрофотометре ИК Фурье System-2000 фирмы Perkin Elmer с применением методики прессования образцов с КВr.

Термический анализ проводили на дерива­тографе системы F. Paulik – J. Paulik – L. Erdey [9] со скоростью 9 град/мин и навеской 0,1 гр. на чувствительности гальванометров Т-900, ТГ-200, ДТА, ДТГ-1/10. Запись осуществляли в атмосферных условиях. Держателем служил платиновый тигель диаметром 7 мм без крышки. В качестве эталона использовали Al2O3.

Синтез координационных соединений сукци­натов магния с амидами проводили механохими­ческим (твердофазным) методом. Механохими­ческое взаимодействие исходных компонентов осуществлялось путем интенсивного растирания смеси сукцинат магния: амид 1: амид 2 в мольных соотношениях 1:1:1 в течение 30 минут при комнатной температуре в шаровой мельнице с рабочим телом (объем мельницы 100 мл). Масса рабочего тела 67 граммов. Продолжительность одного перемешивания 30 сек. Три таких перемешивания составляют один цикл. После каждого цикла аппарат отдыхает 2-3 секунды. Периодически после каждого цикла брались образцы для рентгенофазового и дериватографического анализа. Данная операция повторялась 18-20 раз. После 17-19 повторений не наблюдались изменения в дифрактограммах и дериватограммах образцов, что показывает индивидуальность полученных соединений.

Смешанноамидное комплексное соединение состава MgC4H4O4·HCONН2·CH3CONH2·0,5H2O синтезировано путем интенсивного перемешивания 0,9721 г (0,005 моль) тригидрата сукцината магния с 0,2252 г (0,005 моль) формамида и 0,2954 г (0,005 моль) ацетамида в шаровой мельнице при комнатной температуре в продолжение 0,10-0,15 часа. Выход продукта составляет 92,5%.

Смешанноамидное комплексное соединение состава MgC4H4O4·HCONН2·CO(NH2)2·H2O получено путем перемешивания 0,9721 г (0,005 моль) MgC4H4O4·3H2O с 0,9252 г (0,005 моль) формамида и 0,3004 г (0,005 моль) карбамида в шаровой мельнице в течение 0,10-0,15 часа. Выход продукта составляет 93,2%.

Полученные научные результаты и их обсуждение

Сравнение межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей тригидрата сукцината магния, формамида, ацетамида, карбамида и комплексов на их основе показало, что новые координационные соединения отличаются между собой, а также от исходных компонентов, следовательно, соединения имеют индивидуальную кристаллическую решетку. Результаты приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий формамида, ацетамида, карбамида с сукцинатом магния

Соединение

d,Å

I,%

d,Å

I,%

d,Å

I,%

d,Å

I,%

d,Å

I,%

HCONH2

18,35

75

6,38

33

3,52

25

2,61

29

2,02

29

16,94

92

6,24

33

3,49

46

2,58

54

2,01

29

15,73

67

5,97

33

3,46

50

2,57

54

2,00

50

15,52

59

5,82

42

3,42

50

2,54

42

1,980

50

15,30

79

5,71

58

3,36

46

2,53

38

1,975

42

14,31

50

5,64

42

3,27

71

2,51

33

1,958

29

13,68

71

5,46

46

3,21

50

2,48

38

1,951

42

13,27

83

5,30

63

3,18

50

2,46

29

1,921

42

12,74

88

5,19

67

3,14

33

2,44

29

1,904

58

12,17

75

4,85

63

3,09

50

2,35

29

1,888

58

12,11

63

4,77

83

3,03

63

2,34

29

1,882

71

11,60

42

4,66

58

3,01

46

2,33

29

1,871

71

11,21

67

4,22

83

2,96

33

2,27

33

1,861

38

10,55

100

4,15

75

2,95

50

2,24

33

1,854

58

10,06

25

4,07

75

2,89

33

2,21

33

1,843

54

9,11

63

4,00

50

2,87

46

2,20

38

1,826

46

8,82

58

3,96

67

2,84

33

2,16

42

1,819

50

8,17

38

3,89

63

2,80

29

2,15

42

1,791

50

8,02

67

3,86

42

2,79

46

2,14

58

1,774

38

7,74

63

3,82

63

2,76

42

2,11

58

1,754

54

7,48

33

3,76

71

2,71

42

2,10

50

1,728

50

7,23

38

3,64

54

2,68

46

2,08

42

1,712

38

6,90

46

3,58

63

2,66

46

2,06

42

  

6,55

38

3,56

67

2,64

38

2,03

58

  

CH3CONH2

20,21

6

4,51

4

2,84

83

2,05

1

1,581

6

18,05

8

4,26

2

2,67

11

2,03

1

1,490

1

16,60

10

4,03

1

2,56

3

1,984

1

1,427

10

14,69

9

3,95

1

2,52

2

1,942

5

1,390

1

12,24

3

3,85

1

2,49

2

1,887

1

1,311

1

11,42

2

3,70

1

2,36

1

1,849

1

1,259

4

6,13

5

3,62

1

2,30

7

1,805

3

1,246

1

5,58

100

3,55

3

2,26

2

1,753

45

  

5,26

8

3,49

13

2,22

3

1,707

2

  

5,01

6

3,25

13

2,15

49

1,611

1

  

4,78

5

3,14

4

2,10

1

1,591

2

  

CO(NH2)2

17,21

2

4,37

2

3,02

12

2,20

4

1,770

2

16,08

3

3,98

100

2,80

27

2,15

2

1,736

1

15,29

3

3,56

10

2,49

42

2,01

1

1,660

5

13,86

2

3,25

2

2,46

5

1,980

18

1,557

1

12,59

1

3,14

3

2,33

1

1,827

6

  

MgC4H4O4·HCONН2· CH3CONH2·0,5H2O

14,22

14

3,88

14

2,47

10

1,779

21

1,411

8

12,59

11

3,74

13

2,36

100

1,759

10

1,399

9

10,86

10

3,62

11

2,31

42

1,741

7

1,375

9

9,80

8

3,55

11

2,22

13

1,723

7

1,369

7

8,82

14

3,46

11

2,17

13

1,716

9

1,356

7

7,61

11

3,42

11

2,11

11

1,689

9

1,337

6

7,35

13

3,33

13

2,08

11

1,665

7

1,327

7

6,03

10

3,21

17

2,05

10

1,643

7

1,311

11

5,89

10

3,18

13

2,02

9

1,581

17

1,305

12

5,66

9

3,02

22

1,989

8

1,576

55

  

5,30

13

2,93

17

1,948

12

1,567

58

  

5,02

14

2,89

14

1,925

11

1,529

10

  

4,91

12

2,77

11

1,890

8

1,510

11

  

4,68

14

2,72

14

1,851

9

1,492

19

  

4,38

12

2,61

9

1,831

14

1,487

16

  

4,21

12

2,58

8

1,819

21

1,471

9

  

3,97

12

2,49

12

1,792

21

1,417

9

  

MgC4H4O4·HCONН2· ·CO(NH2)2·H2O

15,19

31

5,68

22

3,01

47

1,875

16

1,515

16

14,21

24

5,20

19

2,88

29

1,858

14

1,487

29

13,60

31

4,97

22

2,76

59

1,831

12

1,451

14

12,59

28

4,75

24

2,66

26

1,807

22

1,436

12

11,02

21

4,27

35

2,54

35

1,786

24

1,431

16

10,06

17

4,00

26

2,48

19

1,773

33

1.411

12

9,80

14

3,90

22

2,44

16

1,729

16

1,400

16

8,82

16

3,86

28

2,39

36

1,718

17

1,386

14

8,33

17

3,77

19

2,35

100

1,657

14

1,378

12

8,02

19

3,68

19

2,30

31

1,625

17

1,365

12

7,69

19

3,52

22

2,27

26

1,617

28

1,351

12

7,61

21

3,47

24

2,15

41

1,607

11

1,344

12

7,35

16

3,42

19

2,08

59

1,602

17

1,340

12

6,98

16

3,20

28

2,02

16

1,592

17

1,330

14

6,55

14

3,18

29

1,967

22

1,561

64

1,301

14

6,22

16

3,07

19

1,903

14

1,537

14

  

 

Таблица 2.

Результаты элементного анализа смешанноамидных координационных соединений сукцината магния

Соединение

Ме,%

N,%

S,%

C,%

H,%

Найд.

Выч.

Найд.

Выч.

Найд.

Выч.

Найд.

Выч.

Найд.

Выч.

MgC4H4O4· HCONН2·

·CH3CONH2 · 0,5H2O

9,66

9,59

10,93

11,05

-

-

23,38

23,17

5,27

5,17

MgC4H4O4·HCONН2·

·CO(NH2)2 ·H2O

9,29

9,23

16,07

15,96

-

-

27,29

27,38

5,03

4,98

 

Из таблицы 2 видно, что состав полученного комплекса одинаковый с приведенными комплексами.

 

 

Рисунок 1. ИК-спектр поглощения смешанноамидного комплексного соединения сукцината магния с формамидом и ацетамидом

 

Рисунок 2. ИК-спектр поглощения смешанноамидного комплексного соединения сукцината магния с формамидом и карбамидом

 

В ИК-спектре поглощения некоординированной молекулы формамида обнаружены частоты (см-1) при 3390, 3317-ν(NH2), 3194-2δ(NH2), 2888-ν(CH), 1709-ν(CO), 1615-δ(NH2), 1391-δ(CH), 1316-ν(CN), 1052-r(NH2), 604-δ(OCN).

 ИК-спектр поглощения свободной молекулы ацетамида характеризуется полосами при 3378-ν(NH2), 3199-2δ(NH2), 1664-ν(СО), 1614-δ(NH2), ν(СО), 1395-ν(СN), 1352-δ(CН3), 1148-ρ(NH2), 1047-ρ(СH3), 1005-ν(CС), 575-δ(NCО) и 462-δ(СCN).

В ИК-спектре поглощения свободной молекулы карбамида найдены частоты при 3443-νas (NH2), 3347-νs(NH2), 3255-2δ(NH2), 1679- ν(СО), δ(NH2), 1624-δ(NH2), ν(СО), 1464-ν(CN), 1152-1057-ρ(NH2), 1002- ν(CN), 789-δ(NH2), 573- δ(NCО) и 559- δ(NCN).

В ИК-спектре поглощения свободной молекулы формамида две частоты при 1692 и 1316 см-1 соответствуют преимущественно валентному колебанию связей С=О и С-N. С переходом в координированное состояние, т. е. в смешанноамидных координационных соединениях, значение частоты С=О понижается на 5-40 см-1. В то время как значение частоты С-N повышается на 15-30 см-1. Такое изменение частот свидетельствует о координации молекул формамида с ионами магния и кальция через атом кислорода карбонильной группы (рисунок 1 и рисунок 2).

Таблица 3.

Дериватографические данные термолиза координационных соединений сукцината магния с формамидом и ацетамидом

Соединение

Температурный интервал

эффекта, оС

Пик

эффекта, оС

Убыль массы, %

Общая

убыль

массы,%

Природа эффектов

Образующиеся соединения

MgC4H4O4·HCONН2

·CH3CONH2·0,5H2O

60-123

120

3,55

3,55

эндотермическая

MgC4H4O4·HCONН2·CH3CONH2

123-150

142

2,21

5,76

эндотермическая

Продукт термолиза

150-210

192

9,63

15,39

эндотермическая

Продукт термолиза

210-295

278

18,72

34,11

экзотермическая

Продукт термолиза

295-340

308

5,88

39,99

экзотермическая

Продукт термолиза

340-380

376

6,95

46,94

экзотермическая

Продукт термолиза

380-420

397

12,16

59,10

экзотермическая

Продукт термолиза

420-660

620

3,14

62,24

экзотермическая

Продукт термолиза

660-780

709

1,00

63,24

экзотермическая

Продукт термолиза

780-890

850

0,93

64,17

экзотермическая

Продукт термолиза

MgC4H4O4·HCONН2· CO(NH2)2·H2O

60-124

97

6,82

6,82

эндотермическая

MgC4H4O4·HCONН2· CO(NH2

124-147

126

2,61

9,43

эндотермическая

Продукт термолиза

147-188

175

6,52

15,95

эндотермическая

Продукт термолиза

188-220

200

11,59

27,54

экзотермическая

Продукт термолиза

220-305

285

9,42

36,96

экзотермическая

Продукт термолиза

305-358

340

6,52

43,48

экзотермическая

Продукт термолиза

358-395

390

13,77

57,25

экзотермическая

Продукт термолиза

395-422

405

0,43

57,78

эндотермическая

Продукт термолиза

422-478

458

3,35

61,13

эндотермическая

Продукт термолиза

478-496

488

1,35

62,48

экзотермическая

Продукт термолиза

496-520

500

2,00

64,48

эндотермическая

Продукт термолиза

520-720

658

0,40

64,88

эндотермическая

Продукт термолиза

720-890

803

0,34

65,22

эндотермическая

Продукт термолиза

 

В таблице 3 приведены дериватографические данные термолиза координационных соединений сукцината магния с формамидом и ацетамидом. Кривая нагревания комплексного соединения состава MgC4H4O4·HCONН2·CH3CONH2·0,5H2O характеризуется четырьмя эндотермическими эффектами при 120, 142, 192, 850 и шестью экзотермическими эффектами при 278, 308, 376, 397, 620, и 709 оС. Появление первого из трех эндоэффектов связано с удалением половины молекулы воды. Характер других термоэффектов сопровождается ступенчатым разложением безводного соединения. В температурных интервалах 60-123, 123-150, 150-210, 210-295, 295-340, 340-380, 380-420, 420-660, 660-780, 780-890 оС потеря массы соответственно составляет 3,55; 2,21; 9,63; 18,72; 5,88; 6,95; 12,16; 3,14; 1,00; 0,93%. Общая убыль массы в интервале температур 60-890 оС по кривой ТГ составляет 64,17%.

На кривой ДТА соединения MgC4H4O4·HCONН2·CO(NH2)2·H2O проявляются восемь эндотермических эффектов при 97, 126, 175, 40,5 458, 500, 658, 803 оС и пять экзотермических эффектов при 200, 285, 340, 390 и 488 оС. Появление первого эндоэффекта обусловлено удалением одной молекулы воды. Природа других термоэффектов связана со ступенчатым разложением и горением продуктов термолиза. Потеря массы в интервале температур 60-124 оС составляет 6,82 %, вычислено 6,80 %. В диапазонах температур 124-147, 147-188, 188-220, 220-305, 305-358, 358-395, 395-422, 422-478, 478-496, 496-520, 520-720, 720-880 оС убыль массы составляет 2,61; 6,52; 11,59; 9,42; 6,52; 13,77; 0,43; 3,35; 1,35; 2,00; 0,40; 0,34 % соответственно. Общая потеря массы в диапазоне температур 60-880 оС по кривой ТГ составляет 65,22 %.

 

Рисунок 3. Пространственная модель молекулы MgC4H4O4·HCONН2· CO(NH2)2·H2O

Рисунок 4. Пространственная модель молекулыMgC4H4O4·HCONН2·CH3CONH2·0,5H2O

 

Вывод

Таким образом, сравнение межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей свободных молекул формамида, карбамида, ацетамида и смешанноамидных координационных соединений сукцинатов магния показало, что они существенно различаются между собой, а также отличаются от подобных им и исходных соединений. Следовательно, синтезированные координационные соединения имеют индивидуальные кристаллические решетки.

Изучены ИК-спектры поглощения (400-4000 см-1) всех полученных соединений. В результате установлено: в соединениях формамида, ацетамида, карбамида координация лигандов осуществляется через атом кислорода карбонильной группы. Характер координации сукцинатного фрагмента изменяется в зависимости от природы геометрической конфигурации центрального иона и проявляет бидентатно-мостиковую координацию с бидентатно-циклической координацией. Комплексные соединения имеют полимерное строение.

Дериватографическое исследование разнобензамидных комплексных соединений сукцината кальция с формамидом, ацетамидом и карбамидом показало, что термическое поведение новых изученных соединений существенно зависит от состава, способов координации амидов и сукцинатного фрагмента и взаимных расположений донорных атомов вокруг координационного узла иона магния.

 

Список литературы:
1. Азизов Т.А. Псевдоамидо-, амино- и аквакарбоксилатные координационные соединения ряда металлов: Автореф. дис. … канд. хим. наук. – Ташкент, 1994. – 50 с.
2. Иманакунов Б.И. Взаимодействие ацетамида с неорганическими солями. – Бишкек: Илим, 1976. – 204 с.
3. Климова П.М. Основы микрометода анализа органических соединений. –М.: Химия, 1967. – 19 с.
4. Ковба П.М., Трунов В.К. Рентгенофазовый анализ. – М.: Изд-во МГУ, 1976. – 232 с.
5. Мелдебекова С.У., Азизов Т.А. Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II)// Узбекский химический журнал. – 2002. – № 5. – С. 23-28.
6. Пршибил Р. Комплексоны в химическом анализе. – М.: Иностранная литература, 1960. – 489 с.
7. Прямой синтез координационных соединений: Монография / Под ред. акад. НАН Украины Скопенко В.В. – Киев: Вент, 1997. – 175 с.
8. Хайдаров Д.М., Азизов О.Т., Азизов Т.А. Разнобензамидные комплексные соединения сукцината кальция с формамидом, ацетамидом и карбамидом // Композиционные материалы. – 2015. – № 3. – С. 4-8.
9. Paulik F., Paulik J., Erdey L. Derivatograph. I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen Ausguchrund der Differential – ther moqravimetrichen Untersuchungen. Anal. Chem. 1958. V. 160. № 4. Р. 241-250.

 

Информация об авторах:

Хайдаров Дилшод Мамарасулович Dilshod Khaidarov

младший научный сотрудник Института общей и неорганической химии АН РУз, 100170, Республика Узбекистан, г. Ташкент, М. Улугбекский район, ул. М. Улугбека, 77-а

Junior Research Scientist, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences  of the Republic of Uzbekistan, 100170, the Republic of Uzbekistan, Tashkent, M. Ulugbek District, M. Ulugbek Street, 77-a


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66239 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAirediscovery

CiteFactor

 

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.