Синтез и исследование координационных соединений двухвалентных кобальта, никеля и меди с 2-меркаптобензтиазолом

АННОТАЦИЯ

В статье приведена методика синтеза координационных соединений двухвалентных кобальта, никеля и меди с 2-меркаптобензтиаолом. Состав синтезированных соединений установлен методом элементного анализа. На основании данных ИК-спектроскопии предложена структура синтезированных соединений.

ABSTRACT

The article presents a method for the synthesis of coordination compounds of bivalent cobalt, nickel and copper with 2-mercaptobenzthiaol. The composition of the synthesized compounds was determined by elemental analysis. Based on the data of IR spectroscopy, the structure of the synthesized compounds is proposed.

Ключевые слова: координационное соединение, 2-меркаптобензтиазол, лиганд, дентатность, валентные колебания, деформационные колебания.

Keywords: coordination compound, 2-mercaptobenzthiazole, ligand, dentation, stretching vibrations, deformation vibrations.

В настоящее время ведутся многочисленные исследования по изучению получения, строения и свойств производных 2-меркаптобензтиазолов, являющихся исходными веществами для получения соединений с ценными производственными и фармацевтическими свойствами. Некоторые производные каптакса были выделены из растений, например алкалоидлюциферин [2-(бензотиазолил-2)-Δ 2 -тиазолин-4- карбоновая кислота] и биолюминисцент [2- (5-гидроксибензотиазолил-2)тиазол-4- карбоновая кислота] [1]. Некоторые производные могут проявлять антимикробные, противогрибковые, фунгицидные свойства [2,3]. Известны производные проявляющие биологическую активность [4,5,6]. 

Тиолы обладают высокой нуклеофильностью и низкой основностью, что дает возможность получения производных по тиольной группе [7]. Наличие в молекуле таких электронодонорных атомов как, азот и сера показывает возможность комплексообразования данного соединения с ионами 3d-металлов. Хотя комплексообразование производных каптакса проводились многими авторами, но комплексообразующие свойства самого каптакса изучены мало. Исходя из вышесказанного нами проведен синтез и и исследование строения координационных соединений 2-меркаптобензтиазола с двухвалентнам кобальтом, никелем и медью.

Материалы и методика. В работе использованы сульфаты меди(II), кобальта(II) и никеля(II) квалификации “ч.д.а.” Анализ синтезированных комплексных соединений на содержание металла проводили на приборе Novaa 300 фирмы Analytik Jena (Германия), элементный анализ на содержание углерода, водорода, азота и серы - на приборе “ЕА 1108” фирмы Carlo-Erba (Италия). ИК-спектры поглощения соединений регистрировали в области 400-4000 см^-1 на спектрофотометре IRAffinity-1S фирмы “Shimadzu” (Япония), используя образцы в виде таблеток с KBr диаметром 7 мм с разрешением-2 см^-1.

Таблица 1.

Результаты элементного анализа комплексов 2-меркаптобензтиазола с Ni(II), Co(II) и Cu(II)

Методика синтеза комплексов 2-меркаптобензтиазола с ионами двухвалентных кобальта, никеля и меди. Для синтеза комплексных соединений 0,013 моль 2-меркаптобензтиазола растворяли в воде и добавляли 0,012 моль гидроксида калия. В полученную смесь при перемешивании магнитной мешалкой добавляли водный раствор 0,0065 моль сульфата меди (II). Полученная реакционная смесь перемешивалась в течении 0,5 часов. Полученный осадок фильтровали на воронке Бюхнера под вакуумом.

Полученный осадок промывали дистиллированной водой и высушивали в сушильном шкафу.

Для определения состава и брутто формулы полученных соединений проведен элементный анализ (табл.1).

Результаты и их обсуждение.

Таблица 2.

Характеристические частоты и их отнесения в ИК спектрах лиганда и комплексов на его основе, см^-1

В спектрах свободного лиганда идентифицированы спектры поглощений в области 667 см^-1 (C-S кольца), 1282 см^-1 (C-N), 1597 см^-1(N=C) и 2560 см^-1 (S-H). Анализ ИК-спектров координационных соединений показывает, что при координации лиганда с ионом металла спектры поглощения С-S (кольцо) уменьшаются на 12-60 см^-1, вследствие замещения водорода тиогруппы на ион калия, а затем в процессе комплексообразования на ион 3d-металла полоса поглощения при 2560 см^-1 отсутствует. Спектр поглощения N=C группы уменьшается на 6-50 см^-1. Спектр поглощения C-N группы увеличивается на 29-44 см^-1, что указывает на то, что данная функциональная группа не вступает в реакцию комплексообразования (табл.2). На основании изменения полос поглощения функциональных групп лиганда можно предположить, что координация с центральным ионом идет через атом серы кольца и атом серы S-H группы, а также через атом азот соединенного двойной связью с атомом углерода кольца. В результате координации образуется координационное соединение сэндвичевого типа с координационным числом иона центрального атома равного 6.

Таким образом, исходя из результатов элементного анализа установлена брутто-формула синтезированных соединений. На основании данных ИК-спектроскопии предложено следующее строение (рис.1):

Рисунок 1. Предлагаемая структура синтезированных соединений

Список литературы:
1. Aleksandrov A. A., Vlasova, E. V., Elchaninov M. M. Synthesis and properties of 2-(2-furyl) and 2-(2-thienyl) benzoxazole. Zhurnal organicheskoj himii [Journal of Organic Chemistry]. 2010. Vol. 46. No. 6. Pp. 1847-1851.
2. Huang W., Yang G. F. Microwave-assisted one-pot synthesis and fungicidal activity of polyfluorinated 2-benzylthiobenzothiazoles. Bioorganic and Medicinal Chemistry. 2006. No. 14. P. 8280-8285
3. Sidoova E., Loos D., Bujdakova H., Kallova J. New anticandidous 2-alkylthio-6- aminobenzothiazoles. Molecules. 1997. No. 2. P. 36-42
4. Gutsu Ya. E., Pascal A. S., Zhungietu G. I. C. C. No. 1574601 A 1, USSR. Appl. 4405832/23- 04, 06.04.1988. Publ. 30.06.1990. Bull. No. 24 // [Electronic resource] / Mode of access: http://patents.su/3-1574601-sposobpolucheniya-2-merkaptobenzimidazolov.html [accessed: 08.09.2017]
5. Aikawa K., Aoki K. Pat. 07. 228. 530. Japan // C. A. 1995. Vol. 124. Pp. 784П
6. Herban J., Crisan L., Baliu S., Luca M., Iordache G. Pat. 90456. Rom. Chem. Abstr. 1988. Vol. 108. P. 150474.
7. Рамазанова П. А., Али А. М. М., Магомедова Х. А., Гаджимурадова Р. М. Синтез производных 2-меркаптобензотиазола // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2017. Т. 11. № 3. С. 27-34.