ИК-спектроскопические исследования соединений тиомочевино-формальдегидных олигомеров

The IR-spectroscopic study of compounds of thiourea solution formaldehyde oligomers
Цитировать:
Аскаров И.Р., Исаков Х., Усманов С. ИК-спектроскопические исследования соединений тиомочевино-формальдегидных олигомеров // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2018. № 12 (57). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/6746 (дата обращения: 06.12.2021).
Прочитать статью:

АННОТАЦИЯ

Методом ИК-спектроскопии изучали монометилолтиомочевину, диметилолтиомочевину, метилендитиомочевину, диметилентритио- мочевину и триметилентетратиомочевину. Выявлены особенности ИК-спектров исследуемых соединений.

ABSTRACT

Monomethylolthiourea, dimethylolthiourea, methylendithiourea, dimethylentrithiourea and trimethylentetrathiourea have been studied by the IR-spectroscopy method. Features of IR-spectra of investigated compounds have been revealed.

 

Ключевые слова: ИК-спектр, синтез, монометилолтиомочевина, диметилолтиомочевина, метилендитиомочевина, диметилентритиомочевина, триметилентетратиомочевина, метода синтеза.

Keywords: IR-spectrum; synthesis; monomethylolthiourea; dimethylolthiourea; methylenedithiourea; trimethylentetrathiourea; trimethylenetetrathiourea; synthesis method.

 

Для эффективного применения тиомочевинных продуктов в сельском хозяйстве необходимо дальнейшее изучение физико-химических свойств тиомочевины и ее производных [1;7]. Спектроскопические свойства соединений тиомочевины с формальдегидом мало изучеными.

Мы исследовали ИК-спектры основных продуктов, образующихся в результате реакции конденсации тиомочевины с формальдегидом-метилольных и метилоневых производных: монометилолтиомочевины (МММт) NH-CS-NH-CH2-OH, диметилолтиомочевины (ДММт) HOCH2-NH-CS-NH-CH2OН, метилендитиомочевины NH2-CS-NH-CH2-NH-CS- NH2, диметилентрити-омочевины (ДМТМт) NH2-CS-NH-CH2-NH-CS-NH-CH2-NH-CS-NH2, (ТМТМт) NH2-CS-NH-CH2-NH-CS-NH-CH2-NH-CS-NH-CH2-NH-CS-NH2.

Эти соединения получали на основе существующих методик [8; 9].

ИК-спектры поглощения записывал в области 4000-400 см-1 с помощью двухлучевого инфракрасного спектрофотометра фирмы «Цейс» UR-20. Образцы готовили в виде таблеток, прессованных с KBr. Концентрация исследуемого вещества 0,5 мас.%. Волновые числа полос поглощения в спектрах представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Отнесение полос поглощения в ИК- спектрах тиомочевины, монометилолтиомочевины (МММт) и диметилолтиомочевины (ДММт)

 

Анализ ИК-спектров тиомочевины и её метилолных и метиленовых производных при использовании известных данных о характеристических частотах отдельных функциональных групп позволил провести отнесение полос поглощения и установить структурные закономерности [2-6].

При сравнения ИК - спектров тиомочевины, МММт и ДММт явно выделяются три области полос поглощения, наиболее сильная 3400-2700 см-1, 1800-900 и наименьшая-800-500 см-1 (рис.1)

Волновые числа 3372 и 3280 см-1 тиомочевины, а также 3380 и 3260 см-1 МММт соответствуют ассиметричным и симметричным валентным колебаниям NH2, 3430 и 3290 cм-1 для ДММт- валентным колебаниям NH. Обе полосы сдвинуты примерно на 100- 120 см-1 от положения свободной аминогруппы (3500и 3400 см-1). Значения Vs NH2 рассчитанные с помощью уравнения Беллами путём подстановки более высокой частоты Vas NH2, для тиомочевины дают значения 3299,4см-1, а для МММт- 3306,41 см-1. Разница относительно наблюдаемых частот составляет 19 и 31 см-1. Это позволяет предположить, что сдвиг в сторону низких частот у МММт вызван участием групп NH2 в образовании водородной связи. Кроме того, для МММт и ДММт в области 3400-3000 см-1, где обычно проявляются полосы валентных колебаний NH2 и NH, произошло их наложение на валентные колебания гидроксильной группы. Вместо узкой полосы поглощения тиомочевины при 3400 см-1 и ИК - спектрах МММт и ДММт появилась более широкие полосы при 3300-3200 см-1 и 3380 и 3275 см-1 для МММт, 3430 и 3290 см-1 для ДММт - положения полос для группы ОН, связанных водородными связями. Поэтому можно предположить,

что полосы деформационных колебаний группы ОН проявляется в обычной для них области, а именно, если полоса валентных колебаний сместится в сторону низких частот под влиянием сильных водородных связей, то деформационные колебания большей энергии, и полосы δ(О-Н) сместятся в сторону более высоких частот 1028 и 972 см-1 для МММт и 1024-990 см-1 для ДММт- это плоские деформационные колебания ассоциированных групп ОН, которые выявилось в обычной для них области. В ИК- спектре тиомочевины они отсутствуют.

 

Рисунок 1. ИК-спектры поглощения

1-тиомочевина, 2-МММт, 3-ДММт, 4-МДМт, 5-ДМТМт, 6-ТМТМт 

 

Полосы поглощения, характерные для тионой формы (такие как γ n(>C=S), γ(N-C-S) и δ(n>C=S))присутствуют во всех исследуемых соединениях.

Спектры поглощения метиленовых тиомочевинных соединений, так же, как и для тиомочевиновых соединений, так и для тиомочевины наиболее усилены в областях 3600- 2700, 1800-900 и 750-450 см-1.

Интенсивность ассиметричных и симметричных валентных колебаний аминогрупп снижается, от ТМТМт до МДМт соответственно уменьшается количество групп NH, от 8 до 4. Значения Vs (NH2 по уравнению Беллами для МДМт соотвествуют 3332,69 см-1, для ДМТМт - 3323,93 для ТМТМт -3306,41 см-1. (Таб. 2)

Рассчитанные значения хорошо согласуются с экспериментальными данными: 8310; 3300; 3315 см-1 для МДМт, ДМТМт и ТМТМт, соответственно. В данных случаях сдвиг в сторону низких частот на 100 см-1 от значения свободной NH2 (3500 см-1 : 3400 см-1) также связан с участием аминогрупп в водородной связи, изменяющей диэлектрическую постоянную.

С увеличением количества групп CH2 возрастает интенсивность и расщепление полос в области валентных колебаний VS(CH2) (2850 см-1). В ИК-спектре ТМТМт появилось пять реперов в области 2300-2970 см-1.

Широкая сильная полоса в области 1625-1640 см-1 обусловлена плоскими деформационными колебаниями группы (NH2), а в спектре ТМТМт появляется ещё одно интенсивное колебание при 1560 см-1, связанное с δ (NH).

Деформационное маятниковое колебание р(СН2) зависит от n. Чем меньше n, тем больше частота: МДМт- 738 см-1, ТМТМт 725. Удлинение цепи в молекуле ТМТМт способствовало появлению дополнительной интенсивной линии в области «отпечатков пальцев» при 1010 см-1, связанной с валентными колебаниями группы CN - . 

Таблица 2.

Отнесение полос поглощения в ИК- спектрах метилендитиомочевины (МДМт), диметилентритиомочевины (ДМТМТ) и триметилентетратиомочевины (ТМТМт)

 

Таким образом, исследованные ИК-спектры тиомочевины, МММт, ДММт, МДМт, ДМТМт и ТМТМт могут быть использованы для иденти­фикации тиомочевино-формальдегидных комплексных веществ, а также соединений на основе тиомочевины.

 

Список литературы:
1. Беглов Б.М., Тухтаев С., Закиров Б. Растворимости системы тиомочевина – формальдегид - вода // Узбек-ский химический журнал. – 1970. – № 1. – С. 61- 65.
2. Беллами Л. Инфракрасные спектры сложных молекул. – М.: ИЛ, 1963. – С. 508-511.
3. Бранд Дж., Эглинтон Г. Применение спектроскопии в органической химии. – М.: Мир, 1967. – С. 128-133.
4. Казицына Л.А., Куплетская Н.Б. Применение УФ-, ИК- и ЯМР- спектроскопии в органической химии. – М.: Высшая школа, 1971. – С. 235-250.
5. Наканиси К. Инфракрасные спектры и строение органических соединений. – М.: Мир, 1965. – С. 22-40.
6. Политерма растворимости системы монометилолтиомочевина – ацетат меди – вода / Н. Абдурахимова, Х. Исаков, И. Аскаров, С. Усманов // Universum: Технические науки. – 2017. – № 12 (45). – С. 44-47.
7. Твердое промышленное удобрение, содержащее амидный азот, серу и его получение // А.с. № 256069 (ЧССР). МКИ С 05 С 9/00.
8. Jong I.E., Winsor J.W. Isolation of some Urea-Formaldehyde compounds and Their Decomposition in soil. J. Sic. Food Agr. 1960. No. 11. P. 441-445.
9. Kadowaki H. New compounds of urea-formaldehyde condensation products. Bull. Chem. Soc. Japan. 1936. No. 11. P. 248.

 

Информация об авторах

д-р химических наук, профессор кафедры химии, Андижанский государственный университет, 170100, Узбекистан, Андижан, улица Университетская, дом 129

Doctor of Chemical Sciences, Professor of the Department of Chemistry Andijan State University, 170100, Uzbekistan, Andijan, Universitetskaya st, 129

д-р техн. наук, проф., Андижанский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Андижан

DSc, prof. Andijan State University, Republic of Uzbekistan, Andijan

д-р техн. наук, профессор, заведующий лабораторий, АО Институт химических наук имени А.Б.Бектурова, 050010, Казахстан, г. Алматы, улица Ш.Уалиханова, 106

doctor of technical sciences, professor, head of laboratories, JSC AB Bekturov Institute of Chemical Sciences, 050010, Kazakhstan, Almaty, Sh.Ualikhanov st., 106

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top