канд. хим. наук, доцент, Термезский государственный университет, 190111, Республика Узбекистан, г. Термез, ул. Ф. Ходжаев, 43
Исследование координационные соединения Fe(II), Co (II), Ni (II) и Cu (II) сукцинатов с формамидом
Research coordination compounds Fe(II), Co (II), Ni (II), and Cu (II) sukcinates with formamide
05.05.2018
895
Цитировать:
Исследование координационные соединения Fe(II), Co (II), Ni (II) и Cu (II) сукцинатов с формамидом // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Мукумова Г.Ж. [и др.]. 2018. № 5 (47). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/5848 (дата обращения: 24.11.2024).
АННОТАЦИЯ
В статье изучен синтез координационных соединений сукцинатов Fe (II), Co (II), Ni (II) и Cu (II) с ФА и исследованы их ИК-спектры и СДО. Определены термические характеристики образующих координационных соединений дериватографическим методом и установлена их термическая устойчивость.
ABSTRACT
Synthesis of coordination compounds of succinates Fe (II), Co (II), Ni (II) and Cu (II) with FA was studied in the article and their IR spectra and SDS were studied. The thermal characteristics of the forming coordination compounds were determined by the derivational method and their thermal stability was established.
Ключевые слова: координационные соединение, формамид, сукцинаты металлов, ИК-спектроскопия, дериватографический анализ, термическая устойчивость.
Keywords: coordination compounds, formamide, metal succinates, IR spectroscopy, derivatographic analysis, thermal stability.
Введение. Формамид (ФА) являясь хорошим растворителем и комплексообразователем образует многочисленные сольваты и координационные соединения с различными s, р, и d-металлами [5, с. 56; 1, с. 390; 2, с. 277; 3, с. 134]. В литературе описаны различные комплексные соединения ФА с сульфатами, хлоридами и оксалатами металлов. Формамид в зависимости от природы металла может координироваться через атом кислорода карбонильной группы. В литературе отсутствуют сведения о комплексных соединениях ФА с сукцинатами двухвалентных металлов.
В твердом виде синтезированы формамидные комплексы сукцинатов металлов. Доказаны частота и индивидуальность синтезированных комплексов методами элементного, спектрально и рентгенофазового анализов.
В статье приводятся данные о синтезе координационных соединений сукцинатов Fe (II), Co (II), Ni (II) и Cu (II) ФА исследованы их ИК-спектры и СДО. Комплексные соединения состава Fe(OOC)2(CH2)2·2ФА·2H2O (1), Fe(OOC)2(CH2)2·2ФА (II), Co(OOC)2(CH2)2·ФА·6H2O (III), Co(OOC)2(CH2)2· ФА (IV), [Ni(OOC)2(CH2)2·2ФА·4H2O] (V), [Cu2(OOC)2(CH2)2·2ФА]. Синтезированы согласно методике [4, с. 13]. Результаты элементного анализа комплексов приведены в табл.
Экспериментальная часть. Для установления индивидуальности синтезированных соединений получали рентгенограммы на дифрактометре ДРОН-0,2 (СиКа-излучение). ИК-спектры полощения записывали на спектрометре Specord-75 (400-4000 см-ˡ) с использованием методики прессования в виде таблеток с КВr. Электронные спектры диффузного отражения (ЭСДО) регистрировали на приборе Hitachi-Es 330 в области 12000-50000 см-ˡ.
Таблица 1.
Результаты элементного анализа формамидных комплексов
|
Соединение
|
М, % |
N,% |
С,% |
Н,% |
||||
|
Найдено |
Вычислен |
Найдено |
Вычислен |
Найдено |
Вычислен |
Найдено |
Вычислен |
|
|
[Fe(OOC)2(CH2)2]*2ФА *2Н2О] |
18,47 |
18,75 |
8,81 |
9,40 |
24,40 |
24,19 |
4,08 |
4,06 |
|
[Fe(OOC)2(CH2)2]*2ФА |
21,54 |
21,32 |
10,73 |
10,69 |
27,42 |
27,51 |
3,91 |
3,85 |
|
{[Co(OOC)2(CH2)2]*2ФА*6Н2О} |
23,38 |
23,34 |
2,93 |
2,79 |
21,61 |
21,49 |
4,48 |
4,61 |
|
{[Co(OOC)2(CH2) 2]* 2ФА} |
30,03 |
29,84 |
3,61 |
3,55 |
27,42 |
27,37 |
2,79 |
2,81 |
|
[Ni(OOC)2(CH2)]*2ФА *2H2O} |
17,61 |
17,43 |
8,06 |
8,32 |
21,57 |
21,40 |
5,50 |
5,39 |
|
[Ni(OOC)2(CH2) 2]*2ФА] |
22,61 |
22,24 |
10,73 |
10,61 |
27,37 |
27,30 |
3,90 |
3,82 |
|
{[Cu2(OOC)2(CH2)]* 2ФА*6Н2О} |
26,02 |
26,19 |
5,68 |
5,57 |
24,58 |
24,76 |
3,89 |
3,74 |
|
{[Cu2(OOC)2(CH2) 2] *2ФА} |
28,35 |
28,24 |
6,33 |
6,23 |
32,60 |
31,89 |
3,19 |
3,14 |
Результаты и их обсуждение. Сравнение ИК-спектров поглощения свободного формамида и его комплексов с сукцинатами Fe (II), Co (II), Ni (II), Cu (II) показывает, что в области валентных колебаний связей N-H существенных изменений не наблюдается. В области v(С=О) для комплексов Со, Ni наблюдается понижение частот на 7-20 см-ˡ, тогда как частота преимущественно валентного колебания связи С-N увеличена на 8-50 см-1 в спектрах всех комплексов. Такие изменения в ИК-спектрах комплексов можно объяснить координацией формамида через атом кислорода. Ранее комплексов формамида с псевдогалогенидом и двухвалентных металлов было показано, что при координации лиганда не происходит существенных изменений в области v (С=О), тем не менее на основе структурных данных сделан вывод об образовании связи М!О.
ИК-спектры всех комплексов, независимо от их состава, аналогичны отличаются лишь деталями расщепления полос. Высокочастотная область спектров характеризуется наличием связанных молекул воды, аминной группы и связей СН формамида, сукцинатной группы. В области 1460-1700 см-ˡ наблюдается несколько полос поглощения – высокочастотная около 1680 см-ˡ принадлежит преимущественно валентным колебаниям связи С=О формамида, две широкие полосы в интервале 1530-1600 и 1420-1450 см-ˡ обусловлены асимметричными и симметричными валентными колебаниями СОО сукцинатной группы соответственно в это же области должно проявляться частота б(NН2). В районе 1000-1450 см-ˡ наблюдается насколько полос поглощения. Отнесенных к колебаниям групп связей С-С, NН2, НСС и С-N. В области 500-1000 см-ˡ проявляются полосы соответствующие деформационным и валентным колебаниям группы связей СОО, ОСN, С-С. Частоты в области 875-985 см-ˡ можно отнести к р1(М!ОН2). В низкочастотной области спектра наблюдается несколько участков поглощения в виде полос, плеч и перегибов. Из них некоторые соответствуют наличию связей М!О сук.
Таким образом, на основании ИК-спектроскопических данных можно судить о наличии связей между атомами комплексообразователя и донорными атомами от группы молекул воды формамида и ацидолиганда. Для дополнительного подтверждения этого вывода об окружении центрального атома, а также для установления степень окисления и геометрического строения, необходимо исследование спектров диффузного отражения (СДО) и ЭПР комплексов парамагнитных металлов.
Таким образом, СДО соединения [Fe(OOC)2(CH2)2]*2ФА*2Н2О наблюдается широкая полоса с максимумами при 13600 см-ˡ обусловленная переходом ³Т2g"Еg что характерно для соединений двухвалентного железа с координационным числом 6.
В СДО комплекса [Сu2(OOC)2(CH2)2] *2ФА *2Н2О наблюдается полоса поглощения при 20000 и 29500 см-ˡ. Первая полоса обусловлена переходом 2 Еg"2Т2g ионов меди Сu+2 в искаженной октаэдрической конфигурации. Вторая полоса связана переносом заряда от ионов Сu²†. Данное соединение не содержит обменно-связанных пар ионов меди. Его сигналы в ЭПР спектре при 2978 и 3746 эрстедах по форме сильно отличаются от спектров ЭПР двуядерных комплексов типа Сu2(СН3OOC)4∙2Н2О, где наблюдается обменное взаимодействие между ионами меди.
Термическое поведение комплексов ФА имеет сложный характер. Так, кривая ДТА соединения [Fe(OOC)2(CH2)2*2ФА*2H2O] характеризуется эндотермическими эффектами при 105, 145, 210, 280 оС и экзотермическими при 335, 365, 410 оС. Первый из них соответствует удалению 1,5 молекулы воды. Дальнейшее нагревание приводит к ступенчатому удалению молекулы воды и формамида с образованием продуктов термолиза [Fe(OOC)2(CH2)2 ∙2ФА], [Fe(OOC)2(CH2)2 ∙1,5ФА], [Fe(OOC)2(CH2)2∙0,5ФА], [Fe(OOC)2(CH2)2]. На кривой нагревания комплекса [(Co(OOC)2(CH2)2)2ФА]∙6H2O наблюдаются эндоэффекты при 140, 250, 315 оС и эндоэффект при 395 оС. Первый из них соответствует полному обезвоживанию. Мало интенсивный эффект при 250 оС можно отнести к отщеплению молекулы формамида. Природа двух последующих эффектов связана с разложением сукцинатной группы. Конечным продуктом термолиза является Со2О3. Термическое поведение комплекса [Ni(OOC)2(CH2)∙2ФА∙4Н2О] характеризуется эндоеффектами при 85, 155, 195, 225, 240, 404 оС и экзоэффектами при 285, 338, 393, 408 оС. Первый пять из них относятся к ступенчатому удалению молекул воды и формамида. Необходимо отметить, что удаление последней части молекулы сопровождается одновременно разложением сукцинатной группы, что подтверждается экзотермическим эффектом при 285 оС. Характер других эффектов обусловлен дальнейшим разложением сукцинатной группы с образованием оксидов никеля.
На кривой нагревания соединения {Cu2[(OOC)2(CH2)2]2*2ФА} 2Н2О обнаружены эндоэффекты при 102, 224, 255 оС и экзоэффект при 330 оС. Первый три из них согласуются со ступенчатым удалением молекулы воды и формамида. Природа последнего эффекта связана с разложением ацидолиганда с образованием CuO.
Выводы. Таким образом, дериватографические исследования формамида и его комплексов показали, что термическое поведение комплексных соединений во многом зависит от природы металла, состава соединения, способа координации сукцинатной группы. Температура начала разложения безводных комплексов увеличивается в ряду: [Fe(OOC)2(CH2)2∙2ФА], [(Co(OOC)2(CH2)2)2*ФА], [Cu2[(OOC)2(CH2)2]2 2ФА}, [Ni(OOC)2(CH2)*2ФА*4Н2О].
Список литературы:
1. Азизов Т.А., Дусматова А.Д., Шарипова Х.Т., Парпиев Н.А. Синтез и исследование координационного со-единения сукцината цинка с никотинамидом. Республ. научн. техн. конфер. «Актуальные проблемы химии и технологии переработки полиметаллического сырья Узбекистана»., Тез. докл. Ташкент, 1997, С. 13.
2. Набиев М.Н., Беглов Б.М., Тухтаев С. и др. Формамид и удобрения на его основе. Ташкент: Фан, 1986, 108 с.
3. Перелыгин И.С., Изосимова С.В., Кесслер Ю.М. Исследование взаимодействия ионов с молекулами аминов ИК-спектров поглощения. Ж. структ. химии., 1986, Т. 9-№3-С. 390-396.
4. Поминов И.С., Павлова Т.Е. Влияние ионов на инфракрасные спектры некоторых амидов. Ж. Прикл. Спек-троскопии., 1969, Т.11-№2, С. 277-281.
5. Hardelli M., Coqhi L. Alcuni complessi di metilli bivalente con molecule organicle ossigenate (formamide, acetam-ide, metilurea). Ricerea Scient, 1959, V. 29, P. 134-139.
Информация об авторах
candidate of chemical sciences, associate professor, Termez State University, 190111, Republic of Uzbekistan, Termez, F.Hojayev St., 43
ст. преп. Термезского филиала Ташкентского государственного технического университета имени И. Каримова, Республика Узбекистан, г. Термез
Senior lecturer of the Termez branch of the Tashkent State Technical University named after I. Karimov, Republic of Uzbekistan, Termez
канд. хим. наук, доцент, Ташкентский фармацевтический институт, 100015, Республика Узбекистан, г. Ташкент, ул. Айбек, 45
candidate of chemical sciences, Associate Professor, Tashkent Pharmaceutical Institute, 100015, Republic of Uzbekistan, Tashkent, Aibek St., 45
преподаватель Термезского филиала Ташкентского государственного технического университета имени И.Каримова, 732000, Республика Узбекистан, г. Термез, ул. И. Каримов, 288а
teacher of Termez branch of Tashkent State Technical University named after I. Karimov, 732000, Republic of Uzbekistan, Termez, I.Karimov St., 288a
канд. хим. наук, доцент, Термезский государственный университет, 190111, Республика Узбекистан, г. Термез, ул.Ф. Ходжаев, 43
candidate of chemical sciences, Associate Professor, Termez State University, 190111, Republic of Uzbekistan, Termez, F. Hojayev St., 43