SYNTHESIS AND INVESTIGATION OF THE COMPLEXES OF Co(II), Ni(II), Cu(II) WITH 2-(3-HYDROXYPROPIL) BENZIMIDAZOLE

АННОТАЦИЯ

Разработана методика синтеза комплексных соединений металлов с 2-(3-Гидроксипропилбензимидазолом ацетатов, хлоридов и нитратов Co(II), Ni(II) и Cu(II), а также анализ состава и структуры синтезированных комплексных соединений с использованием современных физико-химических методов, с использованием ИК-спектроскопии и EDХ-анализов. Установлено, что лиганд 2-(3-Гидроксипропил) бензимидазол координируется через атом азота в имидазольном кольце в реакциях комплексообразования.

ABSTRACT

A method for the synthesis of complex compounds of metals with 2-(3-Hydroxypropylbenzimidazole acetates, chlorides and nitrates of Co(II), Ni(II) and Cu(II) has been developed method for the synthesis of complex compounds of metals with 2-(3-Hydroxypropylbenzimidazole acetates, chlorides and nitrates of Co(II), Ni(II), Cu(II), as well as analysis of the composition and structure of synthesized complex compounds using modern physico-chemical methods using IR spectroscopy and EDH analyses has been developed. It was found that the ligand 2-(3-Hydroxypropyl) benzimidazole is coordinated through a nitrogen atom in the imidazole ring in complexation reactions, as well as analysis of the composition and structure of synthesized complex compounds using modern physico-chemical methods using IR spectroscopy and EDH analyses.

Ключевые слова: 2-(3-гидроксипропил) бензимидазол, солы, электродонорный атом, лиганд, инфракрасная-спектроскопия, EDX-анализ, монодентант, бидентатное связывание.

Keywords: 2-(3-gidroksipropil) benzimidazol, salts, elektrodonor atom, ligand, IR-spectroscopy, EDH analysis, monodentant, bidentante binding.

Известно, что введение в состав биологически активных препаратов жизненно важных металлов не только уменьшает их вредность, но и в большинстве случаев увеличивает биологическую активность препарата и нередко обнаруживаются новые биологические свойства.

В координационной химии существует большое число разнообразных лигандов, сильно отличающихся по свойствам и строению. Одним из важных классов таких соединений является бензимидазолы и его производные, которые достаточно широко распространены в растительных и биологических объектах. Среди них выявлены препараты, обладающие гербицидным, фунгицидным, фармакологическими и другими свойствами.  

В молекуле физиологически активных соединений на основе бензимидазола образуются сильно поляризованные группы с электрофильными и электрофобными реакционными центрами, в связи с чем они проявляют биологическую активность и служат исходным реагентом для инкапсулирования ферментов или других реактивных клеток. Это позволяет целенаправленно синтезировать координационные соединения с определенной структурой и характеристиками [1].

В последнее время бензимидазол и его производные используют для создания лекарственных препаратов, обладающих высокой активностью против многих болезней растений.

2-(3-Гидроксипропил) бензимидазол представляет собой белое кристаллическое вещество, Т_пл.=164°С, является активным лигандом, содержащим два атома азота и кислорода, нерастворим в обычном растворителе (воде), растворим в спирте [2].

 2-(3-Гидроксипропил) бензимидазол имеет три центра (два атома азота и кислород), которые могут координироваться с металлами, и представляет теоретический и практический интерес, координировать определяя через какой донорный атом он входит в реакцию.

Для синтеза комплексного соединения Co(L)₂^.4H₂O к раствору (1 моль) Co(NO₃)₂^.4H₂O  в 10 мл метанола по каплям добавили (2 моль) 2-(3-гидроксипропил) бензимидазола. Реакционную смесь нагревали при перемешивании на водяной бане в течение 40 мин. Затем оставили остывать.

Образовавшийся розовый осадок сначала сушили на открытом воздухе, а затем в сушильном шкафу при 40°С до тех пор, пока масса не изменилась. Выход - 90,2%, Т_пл. = 210°С.

Комплексные соединения Ni(L)₂^.4H₂O и Cu(L)₂^.3H₂O также были синтезированы по описанной выше методике, получали аналогично предыдущему опыту.

Выход реакции комплексного соединения Ni(L)₂^.4H₂O светло-зеленого цвета - 72,9%, Т_пл.= 220°С.

Выход реакции темно-зеленого комплексного соединения Cu(L)₂^.3H₂O составляет 83,8%, Т_пл. = 250°С.

Результаты элементного анализа полученных комплексных соединений представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты элементного анализа полученных комплексных соединений

Из результатов элементного анализа видно, что соотношение Me:L=1:2.

Взаимодействием соответствующих солей металлов с 2-(3-гидроксипропил) бензимидазол в метаноле, выделены комплексные соединения меди(II) - Cu(L)₂^.3H₂O, кобальта(II) - Co(L)₂^.4H₂O, никеля(II) - Ni(L)₂^.4H₂O.

Широкая полоса в области 3081-2950 см^-1, обнаруженная в ИК-спектре 2-(3-гидроксипропил) бензимидазола может быть отнесена к смеси полос ν(OH), ν_as(N-H) и ν_s(N-H).

Рисунок 1. ИК-спектры 2-(3-Gidroksipropil)benzimidazolа

В ИК-спектрах комплексов Cu(L)₂^.3H₂O, Co(L)₂^.4H₂O и Ni(L)₂^.4H₂O исчезает полоса поглощения ν(NH) 2-(3-гидроксипропил) бензимидазола при 3081см^-1 и полоса поглощения ν(С-О) при 1382 см^-1 сохраняется.

Рисунок 2. ИК-спектры комплексного соединения Cu(L)₂^.3H₂O

В ИК-спектрах лигандов обнаружена острая полоса при 3081см^-1, которая может быть отнесена к ν(NH). В спектрах комплексов эта полоса исчезает, что указывает на депротонизацию NH группы посредством металл иона. Появляется новая полоса в области 502-432 см^-1 в спектре комплексов, отвечающая ν(Ме-N) [3], [4].

Таким образом в комплексах Cu(L)₂^.3H₂O, Co(L)₂^.4H₂O и Ni(L)₂^.4H₂O координация лиганда осуществляется через азот. Молекулы воды координированы с металлом и дополняют окружение кобальта и никеля до октаэдра, меди до квадратной пирамиды, наиболее вероятные структуры комплексов этих металлов.

Молярная электропроводность комплексов была найдена ниже, чем

10 ом^-1.см^2.моль^-1, что соответствует неэлектролиту.

Сканирующая электронная микроскопия с энергодисперсионным химическим анализом позволяет идентифицировать объекты без изменения рентгеноэнергодис-персионного химического анализа в количественном и качественном отношении [5].

Комплексные соединения 2-(3-гидроксипропил) бензимидазола изучены методом рентгеноструктурного анализа.

Для определения Cu²⁺ в синтезированном комплексном соединении Cu(L)2.3H2O по результатам электронной микроскопии был проведен энергодисперсионный  рентгенофлуоресцентный  анализ.

Полученные результаты показывают, что в комплексном соединении Cu(L)₂^.3H₂O присутствует один ион металла (n=1) [5].

Спектры, полученные методом энергодисперсионного рентгенофлуоресцентного анализа комплексных соединений, представлены на рис. 3.

Рисунок 3. Результаты EDX комплексного соединения Cu(L)₂^.3H₂O

По результатам элементного анализа, ИК-спектроскопии и ЭДС-анализа предложено пространственное строение комплексных соединений, образуемых 2-(3-гидроксипропил) бензимидазолом с солями Co(II), Ni(II) и Cu(II) следует:

Me – Cu(II).

Me – Co(II), Ni(II).

Список литературы:

1. Рахмонова Д.С. Комплексные соединения переходных металлов с полифункционалными 2-замещенными бензимидазолами: Автореф. Дис…. канд. хим. наук. - Ташкент, НУУз, 2011. - 69с.
2. Raxmonova D.S, Kadirova Z.Ch., Kadirova Sh.A., Parpiev N.A., Jo‘raqulova N.X. Co(II) va Cu(II) larning 2-amino-1-metilbenzimidazol bilan aralash metalli kompleks birikmalari sintezi va tadqiqoti // Kimyo va kimyo texnologiyasi. 2015 y.  №1. 40-42 bet.
3. Якубов Э.Ш., Тожиев С.М., Шокиров Ж.Н., Умарова С.Р.   Координационные соединения кобальта(II), меди(II) и цинка с 2- аминохиназолоном-4. UNIVERSUM: ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» Выпуск: 5(95) Май.   Москва-2022. Стр.66-70.
4. Бўрихонов Б., Холиқов Т., Таджимухамедов Х., Курбонов У. Реакция диметилбензиламина с эфирами пентила и бензила с монохлоруксусной кислотой // электрон. научн. журн. “Universum: технические науки”. № 10 (79). – С. 52-53.
5. Raxmonova Dilnoza Salamovna,Raximova Nargiza Abdivoxid qizi. Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn tuzlarining ammoniy vanadat va 5-amino-2- merkaptobenzimidazol asosida aralash metalli kompleks birikmalari sintezi va tadqiqoti // Scientific Journal Impact Factor.2021.№ 9(1)-P.411-420.