Кристаллическая структура комплекса хлорида кобальта(II) с 3-(бензимидазол-2-ил) – пропанолом-1

АННОТАЦИЯ

Приведены результаты рентгеноструктурного анализа комплексного соединения хлорида кобальта с 3-(бензимидазол-2-ил) – пропанолом-1 (L).

Кристаллы комплекса орторомбические, параметры ячейки: а = 9.526, b = 14.339, с = 16.487 Å, α = 90.00, b = 102.26 °, V = 2200.6 ų, Z = 4, пр. гр. Р2₁2₁2₁. Все расчеты и предварительная обработка экспериментальных данных проведены по комплексу программ “Shelx- 86”, структура расшифрована методом тяжелого атома. Уточнение структуры МНК проведено в анизотропном приближении для неводородных атомов до R-фактора 0.0527. Атомы водорода при атомах азота и углеродов комплексных анионов локализованы в разностном синтезе Фурье и уточнены с фиксированными изотропными факторами В_H = 0,05 A². Число независимых рефлексов с I>1,96d(J), участвовавших в уточнении - 3720.

Для синтезированного комплекса характерна координация лиганда к металлу через пиридиновый атом азота (Co(1)-N(1)  2.016(3), Co(1)-N(3) 2.029(4)Å). Ионы хлора координированы внутрисферно (Co(1)-Cl(2)  2.240(1), Co(1)-Cl(1) 2.264(1)) и связаны водородными связями с ОН-группой. Кобальт имеет тетраэдрическую конфигурацию (N(1)-Co(1)-Cl(2)- 108.81(11), N(3)-Co(1)-Cl(2)-116.52(12), N(1)-Co(1)-Cl(1) 112.14(11), N(3)-Co(1)-Cl(1) 107.19(11)°).

В результате расшифровки кристаллической структуры комплексного соединения доказана тетраэдрическая конфигурация металла в комплексе хлорида кобальта (II) с 3-(бензимидазол-2-ил)-пропанолом-1, где лиганд координируется к центральному атому через эндоциклический атом азота.

ABSTRACT

Results of X-ray analysis of the complex compound of cobaltous chloride with 3- (benzimidazol-2-yl) – 1-propanol (L) are presented.

Orthorombic crystals of the complex, cell parameters а = 9.526, b = 14.339, с = 16.487 Å, α = 90.00, b = 102.26 °, V = 2200.6 ų, Z = 4, Р2₁2₁2₁. All calculations and pre-processing of the experimental data are carried out on a complex of programs "Shelx-86", the structure is decoded by the method of a heavy atom. Detailing of the structure of least-squares method is made in the anisotropic approximation for non-hydrogen atoms to R-factor of 0.0527. Hydrogen atoms under atoms of nitrogen and carbon of complex anions are localized in differential Fourier synthesis and specified with fixed isotropic factors В_H= 0,05 A². The number of independent reflections with I>1,96d(J), involved in detailing - 3720.   

Ligand coordination to the metal through the pyridinic nitrogen atom (Co(1)-N(1)  2.016(3), Co(1)-N(3) 2.029(4)Å) is defined for synthesized complex. Chloride ions are coordinated intraspherically (Co(1)-Cl(2)  2.240(1), Co(1)-Cl(1) 2.264(1)) and linked by hydrogen bonds with OH group. Cobalt has a tetrahedral configuration ((N(1)-Co(1)-Cl(2)- 108.81(11), N(3)-Co(1)-Cl(2)- 116.52(12), N(1)-Co(1)-Cl(1) 112.14(11), N(3)-Co(1)-Cl(1) 107.19(11)°). 

As a result of the crystal structure decoding of the complex compound, the metal tetrahedral configuration is proved in the complex of cobaltous chloride (II) with 3- (benzimidazol-2-yl) 1-propanol, where the ligand is coordinated to the central atom through an endocyclic nitrogen atom.

Одной из главных фундаментальных задач химии координационных соединений является установление зависимости в ряду «состав-структура-свойство».

Производные бензимидазола являются перспективными лигандами для изучения комплексообразующих свойств. Наличие нескольких гетероатомов и функциональных групп, способность к образованию различных таутомерных форм позволяет получать разнообразные комплексы с d-металлами [9,6]. Диапазон применения производных бензимидазолов очень широк, что вызывает значительный интерес у исследователей к данному классу лигандов. Широко известны препараты на основе производных бензимидазолов, обладающие имуннотропными, противовоспалительными, антигельминтными, противовирусными, гербицидными, фунгицидными свойствами [1-5;7,8]. Поскольку бензимидазолы обладают достаточно высокой биологической активностью, то в комплексах с биометаллами возможно проявление синергетического эффекта.

Изучение комплексообразующей способности 3-(бензимидазол-2-ил) – пропанола-1, синтез новых комплексных соединений на их основе, установление закономерностей реакций комплексообразования  представляют как научный интерес – в области развития химии координационных соединений, так и практический – для получения методик определения микроколичеств металлов, новых катализаторов и создания антигельминтных и противовирусных препаратов.

Целью работы является синтез и расшифровка кристаллической структуры комплексного соединения хлорида Cо(II) с 3-(бензимидазол-2-ил)-пропанолом-1 (L).

Синтез комплекса [CоL₂Сl₂] проводили в водно-спиртовой среде при сливании водных растворов хлорида кобальта (II) (0,001 моль, “х.ч”) и спиртового раствора лиганда (0,001 моль, “х.ч”) в молярных соотношениях 1:2 М:L, подкисляли соляной кислотой, создавая рН = 5. Реакцию проводили в течение 30 минут при нагревании на водяной бане до 80°С, после реакционную смесь отфильтровывали на бумажном фильтре и оставляли для кристаллизации. Через трое суток выпавшие синие кристаллы отделяли фильтрованием, промывали этанолом и высушивали на воздухе. Выход 81% (0,39 г.). Т_пл 148-150^оС.

Элементный анализ на содержание углерода, водорода и азота проводили на CNH-анализаторе «ЕА-1108» фирмы Carlo-Erba (Италия). Результаты элементного анализа: вычислено / найдено - С (49.8 / 49.7), H (4.9 / 4.8), N (11.6 / 11.5), Co (12.2 / 12.2) %. брутто формула C₂₀H₂₄N₄O₂Cl₂Со.

Монокристаллы для рентгеноструктурного анализа комплекса получали перекристаллизацией из этанола.

Рентгеноструктурный анализ монокристаллов комплекса [CоL₂Сl₂] проведен на автоматическом дифрактометре CrysAlisRedOxford Diffraction Ltd (lCuК_а, графитовый монохроматор). Кристаллы комплекса  орторомбические, параметры ячейки: а=9.526, b =14.339, с=16.487 Å, α=90.00, b=102.26 °, V =2200.6 ų, Z=4, пр. гр. Р2₁2₁2₁. Все расчеты и предварительная обработка экспериментальных данных проведены по комплексу программ “Shelx-86” [9], структура расшифрована методом тяжелого атома. Уточнение структуры МНК проведено в анизотропном приближении для неводородных атомов до R-фактора 0.0527. Атомы водорода при атомах азота и углеродов комплексных анионов локализованы в разностном синтезе Фурье и уточнены с фиксированными изотропными факторами В_H=0,05 A². Число независимых рефлексов с I>1,96d(J), участвовавших в уточнении - 3720.

В табл. 1-2 приведены координаты атомов, межатомные расстояния и валентные углы в кристаллической структуре комплекса.

Таблица 1

Координаты атомов и эквивалентные изотропные тепловые параметры

Таблица 2

Длины связей и валентные углы (Å)

Взаимное расположение молекул комплекса в кристалле дихлоро-бис-3-(бензимидазол-2-ил) – пропанола-1 кобальта (II) показано на рис. 1, 2.

Для синтезированного комплекса характерна координация лиганда к металлу через пиридиновый азот (Co(1)-N(1) 2.016(3), Co(1)-N(3) 2.029(4)Å). Ионы хлора координированы внутрисферно (Co(1)-Cl(2)2.240(15), Co(1)-Cl(1) 2.264(15)) и связаны водородными связями с ОН-группой.

Рисунок 1. Упаковка молекул комплекса в  кристалле CоL₂Сl₂

Координационный полиэдр кобальта представляет собой тетраэдр и соответствующие валентные углы равны: (N(1)-Co(1)-N(3) 103.77(14), N(1)-Co(1)-Cl(2) 108.81(11), N(3)-Co(1)-Cl(2) 116.52(12), N(3)-Co(1)-Cl(1) 107.19(11), N(1)-Co(1)-Cl(1) 112.14(11) и Cl(2)-Co(1)-Cl(1) 108.43(6)°).

Рисунок 2. Строение комплекса CоL₂Сl₂

Таким образом, в результате расшифровки кристаллической структуры комплексного соединения доказана тетраэдрическая конфигурация металла в комплексе хлорида кобальта (II) с 3-(бензимидазол-2-ил)-пропанолом-1, где лиганд координируется к центральному атому через эндоциклический атом азота.