Международный
научный журнал

Синтез и исследование однородных комплексных соединений нитрата магния с нитрокарбамидом и никотинамидом


Synthes and research coordinational compounds of magnesium acetate with nitrocarbamide and nicotineamide

Цитировать:
Джуманазарова З.К., Азизов Т.А. Синтез и исследование однородных комплексных соединений нитрата магния с нитрокарбамидом и никотинамидом // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2018. № 6(48). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/5927 (дата обращения: 15.10.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные координационные соединения нитрата магния с нитрокарбамидом и никотинамидом. Установлены состав, индивидуальность, способы координации ацетатных групп, молекул нитрокарбамида и никотинамида. Методами колебательной спектроскопии и термического анализа доказаны способы координации органических лигандов, окружение центрального иона и термическое поведение синтезированных соединений.

ABSTRACT

The results of research of new synthesized coordination compounds of magnesium nitrate with nitrocarbamide and nicotinamide are offered. Compositions, individuality, method of coordination ability of acetate fragments, molecule of nitrocarbamide and nicotinamide are identified. The methods of coordination organic ligands, central ion coordination environment and thermal behavior of synthesized compounds were proved by oscillation spectroscopy methods.

 

Ключевые слова: координационные соединение, синтез, ИК-спектроскопия, рентгенофазовый анализ, магний нитрат, нитрокарбамид, никотинамид.

Keywords: coordination compounds, synthesis, IR spectroscopy, X-ray phase analysis, magnesium nitrate, nitrocarbamide, nicotinamide.

 

Бурное развитие химии координационных соединений обусловлено применением их в различных областях. Координационные соединения металлов, обладая рядом специфических свойств, нашли широкое практическое использование во многих отраслях народного хозяйства. Например, в химической технологии использование разнолигандных координационных соединений связано с оптимизацией процессов разделения компонентов смеси. В аналитической химии с помощью разнолигандных координационных соединений можно снизить предел обнаружения и повысить избирательность определения большого числа элементов и веществ. В биохимических системах синтезы некоторых разнолигандных координационных соединений могут служить моделями процессов, протекающих в живых организмах. На основе координационных соединений ацетата цинка и сукцината кобальта с никотинамидом созданы эффективные стимуляторы роста и повышения урожайности хлопчатника. Молекулы нитрокарбамида (НТК), никотинамида (АНК) и анион нитратной кислоты (NО3) содержат донорные атомы и способствуют образованию координационных соединений с ионами металлов. В [1;4;5] синтезированы и исследованы координационные соединения ряда карбоксилатов металлов с амидами. В литературе отсутствуют сведения об однородных комплексных соединениях нитрата магния с нитрокарбамидом и никотинамидом.

Приводятся синтез, ИК-спектроскопический, рентгенофазовый анализ однородных комплексных соединений нитрата магния с нитрокарбамидом и никотинамидом. В процессе выполнения настоящего исследования для синтеза комплексных соединений использовали нитрата магния cостава Mg(NО3)2·4Н2О марки «чда» или «хч». В качестве лигандов применяли нитрокарбамид (Н2NСОNHNO2) и никотинамид (NC5H4CONH2) марки «чда».

Для осуществления синтеза координационных соединений нами выбран наиболее эффективный механохимический способ, так как он не требует дефицитных органических растворителей. Методика синтеза проведена согласно [7].

Анализ синтезированных соединений на содержание магния проводили согласно [6]. Азот определяли по методу Дюма [2], углерод и водород – сжиганием в токе кислорода [табл.1]. Для установления индивидуальности синтезированных соединений снимали рентгенограммы на установке ДРОН-2.0 с Cu – антикатодом [3]. ИК-спектры поглощения записывали в области 400-4000 см-1 на спектрометре AVATAP-360 фирмы «Nicolet» [рис. 1-4].

Комплекс состава Mg(NО3)2·2H2NCONHNO2·0.5H2O синтезирован путем интенсивного перемешивания 1.0723 г тетрагидрата нитрата магния с 1.0506 г нитрокарбамида в агатовой ступке при комнатной температуре в течение 3 часов. Выход продукта составляет 98.0%.

Соединение состава Mg(NО3)2·4H2NCONHNO2·H2O синтезировали путем перемешивания 0.5362 г Mg(NО3)2∙4Н2Ос 1.0506 г нитрокарбамида в агатовой ступке при комнатной температуре в течение 3 часов. Выход продукта составляет 93.0%.

Таблица 1.

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений нитрата магния с нитрокарбамидом и никотинамидом

Соединения

Элементы, в процентах

Mg, %

N, %

C, %

H, %

Найдено

Вычислено

Найдено

Вычислено

Найдено

Вычислено

Найдено

Вычислено

Mg(NО3)2·2H2NСONHNO2·0.5Н2О

6.44

6.54

30.62

30.51

6.44

6.54

1.81

1.91

Mg(NО3)2·4H2NСONHNO2·Н2О

4.12

4.10

33.56

33.44

8.21

8.19

2.42

2.39

Mg(NО3)2·2NС5H4CONH2·1.5Н2О

5.69

5.61

19.56

19.63

33.73

33.64

3.44

3.50

Mg(NО3)2·4NС5H4CONH2·2.5Н2О

3.61

3.52

20.63

20.56

42.41

42.30

4.34

4.25

 

При синтезе комплексного соединения состава Mg(NО3)2·2NC5H4CONH2·1.5H2O 0.5362 г Mg(NО3)2∙4Н2О перетирали с 0.6103 г никотинамида в агатовой ступке при комнатной температуре в течение 3 часов. Выход продукта составляет 95.0%.

Комплексное соединение состава Mg(NО3)2·4NC5H4CONH2·2.5H2O синтезировано путем перемешивания 0.5362 г Mg(NО3)2∙4Н2О с 1.2206 г никотинамида в агатовой ступке при комнатной температуре в течение 3 часов. Выход продукта составляет 92.0%.

Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей тетрагидрата нитрата магния, нитрокарбамида, никотинамида и их комплексных соединений показано, что новые однородные координационные соединения отличаются между собой, а также от исходных компонентов, следовательно, соединения имеют кристаллические решетки (табл.2).

 Таблица 2.

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий нитрата магния с нитрокарбамидом, никотинамидом и их однородных комплексов

Соединение

d,Å

I,%

d,Å

I,%

d,Å

I,%

d,Å

I,%

d,Å

I,%

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Mg(NО3)2·

·4Н­2О

8.48

2

3.02

7

2.21

4

1.779

7

1.447

10

7.35

4

2.99

7

2.15

5

1.746

3

1.428

3

6.79

100

2.96

4

2.12

9

1.735

2

1.419

3

5.84

3

2.88

70

2.09

4

1.717

4

1.409

4

4.68

69

2.79

2

2.06

5

1.670

7

1.400

5

4.34

5

2.72

20

2.04

10

1.657

3

1.378

6

4.18

47

2.68

8

2.02

6

1.621

6

1.359

2

3.94

76

2.52

12

1.984

9

1.592

4

1.347

3

3.73

4

2.50

8

1.928

5

1.581

6

1.327

3

3.67

4

2.42

12

1.886

6

1.554

7

1.297

3

3.55

11

2.40

11

1.861

6

1.511

3

 

 

3.42

5

2.37

23

1.839

3

1.488

6

 

 

3.28

4

2.31

12

1.815

7

1.470

3

 

 

3.18

60

2.28

15

1.792

10

1.455

6

 

 

H2NCONHNO2

11.48

2

4.51

2

3.07

26

2.24

4

1.68

4

9.97

1

4.39

2

2.91

1

2.19

4

1.55

1

9.00

2

4.32

1

2.88

11

2.15

1

1.53

1

7.66

1

4.15

3

2.81

1

2.08

1

1.51

1

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

6.67

1

4.03

100

2.77

1

2.04

2

1.43

1

6.20

1

3.67

17

2.69

2

2.01

6

1.42

1

5.81

1

3.56

2

2.64

2

1.961

1

1.39

1

5.72

1

3.50

1

2.55

24

1.888

1

1.38

1

5.38

1

3.44

2

2.44

10

1.845

4

1.36

1

5.18

1

3.39

2

2.35

2

1.793

2

  

4.99

1

3.24

4

2.33

1

1.754

2

  

4.79

3

3.18

5

2.28

1

1.729

1

  

NC5H4CONH2

13.77

3

3.77

8

2.39

4

1.871

3

1.553

3

11.02

3

3.60

65

2.36

21

1.855

3

1.514

3

9.67

2

3.45

78

2.31

7

1.812

5

1.490

2

9.26

2

3.33

80

2.27

12

1.784

12

1.481

2

9.00

2

3.20

86

2.20

15

1.769

4

1.460

2

7.19

2

3.07

11

2.19

16

1.750

4

1.455

2

6.69

2

3.01

3

2.15

5

1.730

2

1.451

2

6.51

2

2.93

4

2.10

2

1.710

2

1.420

3

5.74

100

2.89

6

2.05

2

1.699

2

1.401

2

5.13

2

2.79

8

2.02

6

1.675

3

1.389

3

4.38

53

2.68

3

1.985

4

1.640

5

1.366

2

4.23

28

2.64

20

1.956

3

1.607

2

1.340

2

4.03

2

2.53

11

1.908

3

1.585

3

1.324

2

Mg(NО3)2·

·2H2NСONHNO2·

·0.5Н2О

15.96

3

4.47

4

2.92

8

2.06

22

1.566

9

15.30

4

4.43

3

2.87

8

2.02

14

1.559

6

9.19

3

4.18

17

2.79

7

1.984

8

1.551

6

8.75

3

3.99

39

2.76

8

1.951

22

1.521

8

8.08

2

3.96

23

2.72

20

1.908

7

1.495

3

7.12

34

3.81

29

2.67

9

1.861

3

1.475

5

6.87

12

3.78

29

2.63

8

1.845

8

1.447

4

6.13

91

3.55

34

2.59

29

1.792

13

1.439

4

5.66

4

3.44

56

2.50

10

1.759

9

1.431

3

5.33

9

3.37

7

2.44

7

1.729

8

1.411

5

5.14

7

3.29

21

2.41

7

1.696

8

1.396

4

5.08

7

3.25

8

2.35

41

1.658

7

1.356

5

4.86

6

3.16

66

2.26

21

1.612

3

1.340

3

4.66

54

3.11

100

2.20

21

1.599

3

1.304

3

4.52

6

3.04

69

2.16

12

1.586

6

1.295

3

Mg(NО3)2·

·4H2NСONHNO2·Н2О

14.22

3

4.32

3

2.65

3

1.936

7

1.555

3

13.35

3

4.10

19

2.61

2

1.897

3

1.542

3

11.42

3

3.90

100

2.55

8

1.881

4

1.513

3

9.19

2

3.71

28

2.48

34

1.852

2

1.496

2

8.61

3

3.52

27

2.42

6

1.816

11

1.467

2

7.88

2

3.39

13

2.39

14

1.779

5

1.435

2

6.90

9

3.32

5

2.33

10

1.766

3

1.409

3

6.63

5

3.22

5

2.28

3

1.747

3

1.403

2

5.99

25

3.11

20

2.26

3

1.741

3

1.388

2

5.68

3

3.07

33

2.24

6

1.726

3

1.384

2

5.55

3

2.99

48

2.19

11

1.699

3

1.354

3

5.19

8

2.91

3

2.14

11

1.690

3

1.337

3

4.97

6

2.89

3

2.07

5

1.683

4

1.335

5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

4.86

2

2.83

5

2.05

7

1.648

10

1.308

2

4.71

2

2.77

16

2.03

2

1.631

5

1.283

2

4.56

16

2.72

5

2.00

6

1.626

5

  

4.47

4

2.69

7

1.967

10

1.574

3

  

Mg(NО3)2·

·2NС5H4CONH2·1.5Н2О

16.32

5

4.00

37

2.57

7

2.02

4

1.558

4

15.73

5

3.90

12

2.54

12

1.992

3

1.541

3

15.09

5

3.82

32

2.50

7

1.943

6

1.536

3

10.75

4

3.73

4

2.45

7

1.905

10

1.526

4

10.25

3

3.63

8

2.42

20

1.883

5

1.520

4

9.26

4

3.61

9

2.40

6

1.861

7

1.515

4

8.96

6

3.52

56

2.35

8

1.847

4

1.507

3

7.88

5

3.49

92

2.33

12

1.812

7

1.484

4

7.01

53

3.27

100

2.30

14

1.760

4

1.463

3

6.42

4

3.22

54

2.39

4

1.747

8

1.452

4

5.99

80

3.13

10

2.23

5

1.729

7

1.441

3

5.87

5

3.07

9

2.20

9

1.705

4

1.436

4

5.47

4

3.05

6

2.18

10

1.687

4

1.419

4

5.20

4

2.95

12

2.15

10

1.654

4

1.415

3

5.13

3

2.91

15

2.12

9

1.637

4

1.405

3

4.78

16

2.86

4

2.10

4

1.621

3

1.396

3

4.54

13

2.75

13

2.08

5

1.611

4

1.378

3

4.47

9

2.71

5

2.06

4

1.600

4

1.361

4

4.26

14

2.67

7

2.05

4

1.591

3

1.357

4

4.07

9

2.59

9

2.04

6

1.566

4

1.344

4

Mg(NО3)2·

·4NС5H4CONH2·2.5Н2О

16.32

4

4.24

8

2.60

11

1.936

5

1.510

3

14.99

4

4.14

4

2.57

6

1.923

4

1.498

3

9.93

3

3.99

55

2.55

3

1.900

8

1.487

3

9.58

3

3.89

18

2.50

8

1.861

14

1.475

4

9.19

3

3.81

31

2.46

5

1.854

5

1.465

3

8.82

4

3.70

7

2.42

20

1.835

3

1.449

4

8.65

3

3.62

9

2.39

3

1.809

5

1.435

4

8.32

3

3.59

16

2.37

2

1.795

4

1.415

3

8.17

4

3.52

62

2.32

12

1.786

3

1.409

3

7.88

4

3.47

79

2.30

6

1.742

6

1.382

3

7.74

4

3.26

100

2.27

6

1.729

3

1.376

3

7.43

3

3.32

14

2.24

3

1.703

3

1.364

3

6.92

17

3.13

8

2.23

3

1.676

3

1.359

3

6.63

3

3.09

5

2.20

7

1.659

3

1.344

3

6.36

3

3.05

3

2.17

6

1.631

3

1.334

3

5.99

76

3.00

3

2.15

4

1.609

2

1.328

3

5.20

3

2.96

11

2.09

3

1.599

3

1.321

3

5.06

4

2.91

4

2.08

3

1.592

2

1.314

2

4.86

3

2.86

4

2.04

4

1.566

3

1.302

3

4.76

5

2.82

2

2.01

3

1.547

3

1.295

3

4.64

5

2.74

10

1.994

3

1.542

3

  

4.53

15

2.66

9

1.984

3

1.524

3

  

4.44

7

2.63

4

1.948

4

1.519

3

  

 

В ИК-спектре поглощения некоординированной молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при 3437- νas (NH2), 3352- 2 δ (NH2), 3182- ν (NH2), 1704- ν (C=O), 1615- δ (NH2), ν (CO), 1530 - νas (NO2), 1466- ν (CN), 1340- νs (NO2), 1108- ρ (NH2), 1027- νs (CN), 785- δ (NH2), 543- δ (NCO).

ИК-спектр поглощения свободной молекулы никотинамида имеет частоты при 3366- ν (NH2), 3159- 2δ (NH2)2, 3059- ν (CH), 1681- ν (CO), 1619- δ (NH2), 1593- νk, 1575- νk, 1486, 1423- νk, δ (CCN), 1395- , 1340- ν (CH), δ (CCN), 1202- δ (CCN), 1154, 1124- ν (NH2), δ (CCC), 1091- δ (ССN), ν (CO), νk, 1029- νk, δ (CCN), 970- ν (CC), 829- ν (CC), 778, 703- δ(CCN), δ (CO), 624, 603- δ (CO), δ (CNC), 510- δ (CO), δ(CCC).

 

Рисунок 1. ИК-спектр поглощения состава - Mg(NО3)2·2H2NСONHNO2·0.5Н2О

 

 

Рисунок 2. ИК-спектр поглощения состава - Mg(NО3)2·4H2NСONHNO2·Н2О

 

В ИК-спектре поглощения комплексного соединения Mg(NО3)2·2Н2NСОNHNO2·0.5Н2О обнаружены следующие частоты: 3486, 3429, 3316, 3255, 3064, 2851, 2414, 1661, 1634, 1603, 1569, 1484, 1416, 1352, 1217, 1152, 1057, 1028, 946, 789, 726, 610, 534 и 434 см-1 (рис.1).

В ИК-спектре поглощения комплексного соединения Mg(NО3)2·4Н2NСОNHNO2·Н2О наблюдались следующие частоты: 3485, 3431, 3322, 3256, 2840, 1668, 1631, 1606, 1471, 1443, 1411, 1352, 1218, 1152, 1028, 981, 946, 789, 725, 610, 576 и 534 см-1 (рис.2).

В ИК-спектре поглощения комплексного соединения Mg(NО3)2·2NC5H4СONH2·1.5Н2О обнаружены следующие частоты: 3530, 3368, 3170, 3059, 2902, 2835, 2784, 1698, 1681, 1620, 1593, 1551, 1423, 1403, 1341, 1202, 1154, 1124, 1029, 829, 703, 662, 626, 601 и 427 см-1 (рис.3).

В ИК-спектре поглощения комплексного соединения Mg(NО3)2·4NC5H4СONH2·2.5Н2О наблюдались следующие частоты: 3528, 3368, 3168, 3059, 2784, 1699, 1682, 1620, 1593, 1575, 1486, 1423, 1403, 1341, 1203, 1154, 1125, 1029, 936, 829, 780, 703, 661, 645, 625, 603, 512 и 413 см-1 (рис.4).

 

Рисунок 3. ИК-спектры поглощения состава - Mg(NО3)2·2NC5H4СONH2·1.5Н2О

 

Сравнение ИК-спектров поглощения свободных молекул нитрокарбамида и их комплексных соединений с нитратом магния показало, что с переходом в координированное положение значения некоторых частот амидов значительно изменяются. В комплексных соединениях составов Mg(NО3)2·2H2NСONHNO2·0.5Н2О, Mg(NО3)2·4H2NСONHNO2·Н2О частоты преимущественного валентного колебания связи С=О проявляли при 1726 см-1, соответственно. В то время как частоты валентных колебаний связи C-N амидного фрагмента обнаружены при 1484 и 1471 см-1. Указанные изменения свидетельствуют о координации молекул нитрокарбамида через атом кислорода карбонильной группы. В ИК-спектрах поглощения комплексных соединений составов Mg(NО3)2·2NC5H4СONH2·1.5Н2О и Mg(NО3)2·4NC5H4СONH2·2.5Н2О частота кольца νk при 1486 см-1 в случаях комплексов понижена на 65 и 88 cм-1, соответственно. Указанные изменения могут быть свидетельством координации никотинамида с ионом магния через гетероатом азота пиридинового кольца. Молекулы воды удерживаются за счет наличия водородных связей.

 

Рисунок 4. ИК-спектры поглощения состава - Mg(NО3)2·4NC5H4СONH2·2.5Н2О

 

Список литературы:
1. Азизов Т.А. Азизжонов Х.М., Сулейманова Г.Г., Азизов О.Т и др. Смешанноамидные комплексные соедине-ния некоторых карбоксилатов металлов // Химическая технология. Тез. Докл. Международной конферен-ции по химической технологии. – Москва. -2007. – С. 220-221.
2. Климова В.А. Основы микрометода анализа органических соединений. -М.: Химия, 1967. -19с.
3. Ковба П.М., Трунов В.К. Рентгенофазовый анализ. -М.: МГУ, 1976.-232 с.
4. Лукачина В.В. Лиганд-лигандное взаимодействия и устойчивость разнолигандных комплексов. –Киев: На-укова Думка, 1988. –181 с.
5. Мелдебекова С.У., Азизов Т.А. Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) // Узбекский химический журнал. –Ташкент. -2002. -№5. -С. 23-28.
6. Пришибл П. Комплексоны в химическим анализе. -М.: ИЛ, 1960. -С.175-304.
7. Прямой синтез координационных соединений. Под ред. акад. НАН Украины Скопенко В.В. -Киев: Вент, 1997. -175 с.

 

Информация об авторах:

Джуманазарова Зульфия Кожабоевна Zulfiya Dzhumanazarova

соискатель, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, 100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбек, 77-а

Researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent, MirzoUlugbek str., 77-a


Азизов Тохир Азизович Tohir Azizov

д-р хим. наук, профессор, заведующий лабораторий, Институт общей и неорганической химии АнРУз, 100170, Узбекистан, Ташкент, улица М.Улугбека 77а

doctor of Chemical Sciences, Professor, Head of Laboratory, Institute of General and Inorganic Chemistry, 100170, Uzbekistan, Tashkent, M.Ulugbek st., 77a


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.