СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ КООРДИНАЦИОННОГО СОЕДИНЕНИЯ СУКЦИНАТА НИКЕЛЯ С НИКОТИНАМИДОМ

АННОТАЦИЯ

В работе изучен синтез координационных соединений сукцината Ni(II) с АНК (никотинамид) и исследованы ИК спектры. Определены термические характеристики в образующихся координационных соединениях дериватографическим методом и установлена термическая устойчивость.

ABSTRACT

The paper studied the synthesis of the coordination compounds of succinate Ni(II) with ANC (nicotinamide) and investigated IR spectra. The thermal characteristics of the resulting coordination compounds have been determined by a derivative method and thermal stability has been established.

Ключевые слова: координационные соединение, никотинамид, сукцинаты металлов, ИК-спектроскопия, дериватографический анализ, термическая устойчивость.

Keywords: coordination compounds, nicotinamide, metal succinates, IR spectroscopy, derivatographic analysis, thermal stability.

Введение. В литературе встречается много данных по синтезу и исследованию координационных соединений галогенидов, сульфатов, нитратов, роданидов, формиатов и ацетатов различных металлов с никотинамидом, где органический лиганд независимо от природы металлов, кислотных остатков и состава комплексов проявляет монодентатный характер, координируясь через гетероатом азота пиридинового кольца. Однако сведений о комплексных соединениях никотинамида, содержащих в качестве ацида лигандов анионы дикарбоновых кислот, очень мало.

Синтез комплексных соединений сукцинатов металлов с никотинамидом, в водных и водно-органических средах не увенчался успехом. Отсутствие взаимодействия между амидами и сукцинатами металлов объясняется большим размером сукцинатного дианиона и его конкурентной способностью в координации центрального иона, а также координационной способностью молекул воды. Условия синтеза однороднолигандных комплексов пальмитатов, олеатов, стеаратов ряда 3d- металлов с ацетамидом, карбамидом, тиокарбамидом и никотинамидом приводятся в работах [1-10].

В ряде работ было показано, что карбамид при реакциях с кислотами выступает как основание. Исследованию реакции взаимодействия карбамида с органическими солями различных металлов и их анализу, посвящена монография К.Сулаймонкулова [14]. В настоящее время известно большое количество комплексов металлов с карбамидом, содержащих различные ацидолиганды, таких как галогениды, псевдо галогениды, сульфаты, нитраты и другие.

Целью исследования является синтез и установление строения смешанных координационных соединений сукцинатов ряда переходных металлов с амидами кислот. С этой целью предстояло решить ряд задач:

разработать условия синтеза координационных соединений сукцинатов никеля с амидами; изыскать пути синтеза новых высокоэффективных и малотоксических биоактивных соединений. При этом для объекта исследования использованы никотинамид и никотинамидные сукцинаты Ni(II) в качестве органических лигандов.

В настоящей статье приводятся результаты синтеза и исследования координационного соединения сукцината никеля с АНК.

Экспериментальная часть.

Для синтеза координационного соединения использовали NiCl₂•6H₂O, NaOH и никотиновую кислоту, марки «ч.д.а.» и «х.ч.». Тиокарбамид (CS(NH₂)₂) (ТК), и никотинамид (NС₅Н₄CОNH₂) (АНК) марки «чда» использовали в качестве лигандов. Синтез никотината металла проводили согласно [11] следующим образом: 2,47 г (0,01 моля) сукцината никеля Ni(ООС)₂(СН₂)₂ растворяют в 100 мл воды и постепенно по порциям добавляют 2,44 г (0,02 моля) АНК. Реакционную массу нагревают при 70^сС и перемешивают магнитной мешалкой в течение 4 ч. Образовавшийся осадок отделяют от маточного раствора и промывают в 40 мл этилового спирта, затем высушивают в вакуум-эксикаторе над СаС1₂ при комнатной температуре. Соединение растворимо в воде, в метаноле, в этаноле и хуже в ацетоне.

Количество металла в синтезированном соединении определяли согласно [12]. Азот определялся по микрометоду Дюма [13], углерод, водород и сера сжиганием в токе кислорода.

ИК-спектры поглощения записывали на спектрометре Specord-75 (400-4000 см-ˡ) с использованием методики прессования в виде таблеток с КВr. Термический анализ проводили на дериватографе системы Паулик-Паулик-Эрдей [15] со скоростью 10 град/мин и навеской – 0,1г при чувствительности гальванометров Т-900, ТГ-100, ДТА-1/10, ДТГ-1/10. Запись проводили при атмосферных условиях с постоянным удалением газовой среды с помощью водоструйного насоса. Держателем служил платиновый тигель диаметром 7 мм без крышки. В качестве эталона использовали Al₂O₃.

Результаты и их обсуждение.

Результаты элементного анализа комплексов приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Результаты элементного анализа сукцинатов Ni (II) с никотинамидом

Таким образом, состав полученного соединения отвечает формуле:

Ni(OOC)₂(CH₂)₂∙2AHK∙4H₂O.

Для установления способов координации никотинамида и cукцинатного дианиона исследуемого соединения изучены его ИК-спектры поглощения и для сравнения – исходных компонентов. Результаты ИК-спектров поглощений АНК (I), Ni(OOC)₂(CH₂)₂ (II) и также Ni(OOC)₂(CH₂)₂∙2AHK∙4H₂O (III) представлены в таблице 2.

Таблица 2.

Некоторые колебательные частоты (см^-1) в ИК-спектрах поглошения никотинамида, сукцината никеля и их комплексного соединения

При сравнении ИК-спектров поглощения некоординированного АНК и его комплекса с сукцинатом никеля видно, что частоты валентных колебаний связи N—Н повышены по сравнению со свободным лигандом, в области полос поглощения «амид-1» существенных изменений не наблюдается. Следовательно, исключается координация лиганда через атом кислорода карбонильной и азота аминной групп [16, 17, 18]. Следует полагать, что АНК координирован через гетероатом азота пиридинового кольца. В таком случае должны повышаться частоты ν_k. В спектре свободного никотинамида указанные частоты отмечаются при 1584 см^-1, которые в случае комплекса сдвинуты на 4 см ^-1 в высокочастотную область. Другие полосы при 1024 и 700 см-¹, относящиеся к колебаниям кольца, расшеплены и появляется высокочастотная компонента. В низкочастотной области спектра комплекса проявляется несколько частот в виде полос, плеч и перегибов, из них в области 240—265 см ^-1 преимущественна связь Ni ← N ∕ и полосы в районе 340—390 см ^-1 соответствуют валентному колебанию связей металл — кислород сукцинатной группы. Эти изменения могут свидетельствовать о координации АНК с ионом никелья через атом пиридинового кольца.

Для установления термического поведения синтезированного комплекса мы провели дериватографическое исследование на дериватографе  системы Паулик — Паулик — Эрдей (Венгрия).

На кривой нагревания комплекса Ni(ООC)₂(CH₂)₂∙2AHK∙4H₂O наблюдается эндоэффекты при 124, 170, 295, 353°С и экзоэффекты при 375, 430, 455°С. Первые два эффекта обусловлены ступенчатым удалением 4 молекул воды с образованием безводного комплекса. Природа последующих термоэффектов связана с разложением координированного никотинамида горением продуктов термолиза с образованием оксида никеля.

Заключение

Сукцинатный дианион в зависимости от состава комплексов проявляя себя би- или тетрадентатным с мостовым способом координации. Молекула АНК в комплексе никеля (II) выступает в роли монодентатного лиганда, координируясь через гетероатом азота. Комплексы АНК разлагаются со ступенчатым удалением органического лиганда. Стабильность термолиза соединений существенно зависит от способа координации амидолигандов, центрального иона и характера строения. Показано, что деакватации соединений сопровождается повышением дентатности сукцинатного дианиона.

Список литературы:

1. Азизов О.Т. Комплексные соединения пальмитатов, олеатов, стеаратов ряда 3d-металлов с некоторыми амидами // Дис….канд. хим. наук.- Ташкент: 2006. - 168 с.
2. Азизов О.Т, Исматов Д.Н, Шарипов Х.Т. Комплексные соединения олеата никеля (II) с некоторыми амидами кислот // Химия и химическая технология. - Ташкент, 2004. -№3-4. -С.50-52
3. Азизов О.Т. Kомплексные соединения пальмитата цинка с некоторыми амидами // Фарм. журн.,- Ташкент, 2004.-№3- С. 42-44.
4. Азизов О.Т, Шарипов Х.Т. Координационные соединения стеарата кобальта (II) с некоторыми амидами // Узб. хим. журн.-Ташкент, 2004.-№6.- С. 3-6.
5. Азизов О.Т., Азизов Т.А., Шарипов Х.Т. Координационные соединения стеарата меди (II) с некоторыми амидами кислот // Химия природ. соедин. - Ташкент, 2002. -спец. вып.- С. 64-65.
6. Азизов О.Т., Комплексные соединения пальмитатов, олеатов, стеаратов ряда 3d-металлов с некоторыми амидами // Сборник тезисов научной конференции посвященной памяти академика С.Ю Юнусова: Тез.докл.-Т., 2005.-С. 49.
7. Азизов. О.Т., Мелдебекова С.У., Азизов Т.А. Смешанные амидокарбоксилатные координационные соединения ряда металлов // Тр. Междунар. Конф. Посвящ. 50-летию ОшГУ и 60-летию акад. Б.М. Мурзубраимова. -Ош, 2000.-С. 15-17.
8. Азизов. О.Т, Мелдебекова С.У, Азизов Т.А. О возможности использования карбоновых кислот для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов // Матер.междунар.науч-техн.конф. «Наука, образование, -производство в решении экологических проблем»: Тез.докл. -Уфа, 2002. - С. 255-257.
9. Azizov O.T., Meldebekova S.U., Azizov T.A. About the opportunity of using carbon acids for sewage treatment from ions of heavy metals // Coordination chemistry division of inorganic chemistry. The 228th ACS National meeting. Philadelphia, august 22-26. 2004. P. 459.
10. Азизов. О.Т, Шарипов Х.Т, Азизов Т.А. Синтез и исследование координационных соединений солей жирных кислот с некоторыми амидами // Химическая наука и технология в Узбекистане: Тез.докл. Респ. научно-практической конф. 28-29 ноябрь 2002.- Ташкент, 2002.- С. 62-63.
11. Азизов О.Т. Комплексные соединения пальмитатов, олеатов, стеаратов ряда 3d-металлов с некоторыми амидами: Дис….канд. хим. наук.- Ташкент: 2006. - 168 с.
12. Пришибл П. Комплексоны в химическом анализе. - Москва: ИЛ. 1960. -72 с.
13. Климова В.А. Основы микрометода анализа органических соединений. - М.: Химия, 1967. - 19 c.
14. Сулайманкулов К. Соединений карбамида с неорганическими солями //Фрунзе:Илим. -1976. -223 с.
15. Paulik F., Paulik J., Erdey L. Derivatograph. I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen Ausguchrund der Differential — ther moqravimetrischen Untersuchungen // Z. Anal. Chem. 1958. V. 160. № 4. — P. 241–250.
16. Мукимова Г.Ж. Синтез и исследование координационных соединений сукцинатов некоторых 3d- металлов с амидами // Автореф. дис….. канд. хим. наук. - Ташкент. 1999. - С.35-38.
17. Мукумова Г.Ж.,Чориева Н.Б.,Зарипова Р.Ш.,Абдувалиева М.Ж.Аллабердиев Ф.Х. Исследование координационные соединения Fe(II), Co (II), Ni (II) и Cu (II) сукцинатов с формамидом // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. - 2018.- № 5 (47). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/5848
18. Синтез и свойства координационные соединения Сu (II), Ni (II), Co (II) и Zn (II) ацетамида // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Мукимова Г.Ж. [и др.]. 2019. № 6 (60). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/7431 (дата обращения: 16.10.2021).