ИЗУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСА СОЛЕЙ Ni(II) С 2-(3-ГИДРОКСИПРОПИЛ) БЕНЗИМИДАЗОЛОМ МЕТОДОМ ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

АННОТАЦИЯ

Разработана методика синтеза комплексных соединений металлов с 2-(3-Гидроксипропилбензимидазолом ацетатов Ni(II), а также осуществлен анализ состава и структуры синтезированных комплексных соединений с использованием современных физико-химических методов термического анализa. Установлено, что лиганд 2-(3-Гидроксипропил) бензимидазол координируется через атом азота в имидазольном кольце в реакциях комплексообразования. Результаты показывают, что в 1-м интервале потери массы наблюдалась потеря массы 0,928 мг, т.е. 26,514 %, а во 2-м интервале потери массы формировались 2 интенсивных процесса распада. Основная величина потери массы в этом интервале составляет 1,076 мг, т.е. 30,743%. Общая потеря массы составляет 2,004 мг, т.е. 57,257%.

ABSTRACT

A method for the synthesis of complex metal compounds with 2-(3-Hydroxypropylbenzimidazole Ni(II) acetates has been developed, as well as an analysis of the composition and structure of the synthesized complex compounds using modern physicochemical methods, using thermal analysis. It has been established that the ligand 2-(3- Hydroxypropyl)benzimidazole coordinates through the nitrogen atom on the imidazole ring in complexation reactions. The results show that mass loss of 0.928 mg i.e. 26.514% was observed in the 1st mass loss interval, while 2 intensive decay processes were formed in the 2nd mass loss interval. The main amount of mass loss in this interval is 1.076 mg, i.e. 30.743%. The total mass loss is 2.004 mg, i.e. 57.257%.

Ключевые слова: 2-(3-гидроксипропил) бензимидазол, соли, электродонорный атом, лиганд, термический анализ, монодентант, бидентатное связывание.

Keywords: 2-(3-gidroksipropil) benzimidazol, salts, elektrodonor atom, ligand, thermal 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.

Синтез комплекса [Ni(L)2*4H2O] проводили в водно-спиртовой среде, 0,001 моль ацетата Ni(II) и 0,002 моля лиганда (L), т.е. спиртового раствора 2-(3-гидроксипропил)бензимидазола (М: L=1:2:мольное соотношение). Реакцию проводили при нагревании на водяной бане в течение 30 мин, затем реакционную смесь оставляли кристаллизоваться. Через трое суток бледно-зеленый комплексный осадок отделяли, промывали этанолом и сушили на открытом воздухе. Выход продукта составляет 70%. Т жидкости=220^oC. Данным методом синтезированы также металлокомплексные соединения, образованные ацетатом Ni(II) и 2-(3-гидроксипропил)бензимидазолом.

Термическую стабильность комплексных соединений изучали методом термического анализа. Термические исследования веществ проводили на термоанализаторе Netzsch Simultical Analyser STA 409 PG (Германия) с термопарой К-типа (Low RG Silver) и тиглями из оксида алюминия. Данный прибор позволяет выполнять термогравиметрический анализ (ТГА), дифференциальный термический анализ (ДТА), дифференциальную сканирующую калориметрию (ДСК).

Для (ТГА) и (ДТА) анализа Ni(L)2*4H2O была выбрана максимальная температура 600°С. Все измерения проводились в инертной атмосфере азота при скорости потока азота 50 мл/мин. Температурный диапазон измерений 20-600 °С, скорость нагрева 5 град/мин. Количество образца на одно измерение составляет 10-12 мг. Измерительная система калибруется набором стандартных веществ KNO3, In, Bi, Sn, Zn.

Для всех образцов термического анализа проводили в динамическом режиме в ступке из оксида алюминия со скоростью 50 град/мин. Это вещество брали в количестве 3,5 мг в тигель с открытым горлом, изготовленный из оксида алюминия, устойчивого к температуре 600 °С, и постепенно повышали температуру, начиная с температуры 20 °С. Дериватографическим методом исследованы термические характеристики исходного. На рис. 1 приведены результаты анализа динамических термогравиметрических кривых (ДТГА) и дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) образцов Ni(L)2*4H2O.

Анализ результатов исследования кривых ДТГА рис.1 показывает, что кривая состоит в основном из одного сигмоида, который процесс происходит в одной стадии.

Рисунок 1. Дериватограмма исходного комплекс: (1-кривая ДТГА; 2-кривая ДСК)

Результаты термогравиметрического анализа (ТГА) позволяют изучить различные экзотермические и эндотермические эффекты, наблюдаемые при изменении массы в результате разложения различных функциональных групп нового металлокомплекса с повышением температуры.

Из графика ТГА-ДТА видно, что при термогравиметрическом и дифференциально-термическом анализе Ni(L)₂*4H₂O наблюдались 1 эндотермический и 2 экзотермических эффекта лиганда в интервале температуры 86,36-500,46 °С.

По графику видно, что начальный эндотермический эффект наблюдался при плавлении комплекса в интервале температур 59,40-213,49 °С, разложение начиналось при 97,27 °С и заканчивалось при 173,07 °С. Пик эффекта разложения наблюдался через 5,92 минуты при температуре 139,81°С. Экзотермическое разложение наблюдалось в интервале температур 311,93-360,93 °С, а пик разложения наблюдался через 15,03 минуты при температуре 332,47°С. Второй экзотермический эффект наблюдался в интервале температур 363,26-500,46°С, и обнаружено, что экзотермический пик приходился на температуру 399,21°С через 18,25 минут. Суммарная энтальпия разложения ΔQ=-1057,92 Ж/г.

Анализ термогравиметрической кривой Ni(L)2*4H2O показывает, что кривая ТГА преимущественно проходит в интервале температур 2 интенсивных потерь массы. 1-й интервал потери массы соответствует температуре 50-86,36°С, 2-й интервал потери массы соответствует температурам 86,36-413,24°С. Результаты показывают, что в 1-м интервале наблюдалась потеря массы 0,928 мг, т.е. 26,514 %, а во 2-м интервале формировались 2 интенсивных процесса распада. Основная величина потери массы в этом интервале составляет 1,076 мг, т.е. 30,743%. Общая потеря массы составляет 2,004 мг, т.е. 57,257%. 

Вывод. По данным термического анализа, полученного методом дифференциальной сканирующей калориметрии комплекса на основе Ni(II) и 2-(3-гидроксипропил)бензимидазольного лиганда, наблюдался 1 эндотермический и 2 экзотермических эффекта. Определена термическая стабильность синтезированного комплекса при температуре до 86 ℃.

Таким образом определены термические характеристики, таких как потеря массы, скорости разложения, количество израсходованной энергии для разложения комплекс.

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. Сазанов Ю.Н. Термический анализ органических соединений. - СПб.: Изд-во Политех. ун-та, 2016. -С.367
4. Eman A Abd El-Meguid, Eman M Mohi El-Deen, Manal A Nael, Manal M Anwar, Novel benzimidazole derivatives as anti-cervical cancer agents of potential multitargeting kinase inhibitory activity // Arabian Journal of Chemistry. 2020. -№13(12). -P.9179-9195.
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.
6. 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 Выпуск: 5(95) Май. Москва-2022. Стр.66-70.