SYNTHESIS AND STUDY OF THE COORDINATING COMPOUND OF COBALT AND NICKEL SUCCINATE AND CARBAMIDE

АННОТАЦИЯ

В статье изучен синтез координационных соединений сукцината Co(II) и Ni (II) с К (карбамид) и исследованы ИК спектры. Определены термические характеристики в образующихся координационных соединениях дериватографическим методом и установлена термическая устойчивость.

ABSTRACT

The paper studied the synthesis of the coordination compounds of succinate Со(II) and Ni(II) with C (carbamide) and investigated IR spectra. The thermal characteristics of the resulting coordination compounds have been determined by a derivative method and thermal stability has been established.

Ключевые слова: координационные соединение, карбамид, сукцинаты металлов, ИК-спектроскопия, дериватографический анализ, термическая устойчивость.

Keywords: coordination compounds, carbamide , metal succinates, IR spectroscopy, derivatographic analysis, thermal stability.

Введение. В литературе встречается много данных по синтезу и исследованию координационных соединений галогенидов, сульфатов, нитратов, родианидов, формиатов и ацетатов различных металлов с никотинамидом, где органический лиганд независимо от природы металлов, кислотных остатков и состава комплексов проявляет монодентатный характер, координируясь через гетероатом азота пиридинового кольца. Однако сведений о комплексных соединениях никотинамида, содержащих в качестве ацидолигандов анионы дикарбоновых кислот, очень мало.

Карбамид -CО(NH₂)₂ весьма широко применяется в различных областях промышленности и техники, при изготовлении пластичес­ких масс, для определения солей благородных и редкоземельных металлов, в качестве замедлителя коррозии. Особенно многоэтажные количества карбамида используются в качестве азотсодержащих, минеральных удобрений в сельском хозяйстве.

 Синтез комплексных соединений сукцинатов металлов с карбамидом, в водных и водно-органических средах не увенчался успехом. Отсутствие взаимодействия между амидами и сукцинатами металлов объясняется большим размером сукцинатного дианиона и его конкурентной способностью в координации центрального иона, а также координационной способностью молекул воды. Условия синтеза однороднолигандных комплексов пальмитатов, олеатов, стеаратов ряда 3d- металлов с ацетамидом, карбамидом, тиокарбамидом и никотинамидом приводятся в работах [1-10]. Для синтеза комплексов нами выбран механохимический способ. Последний является наиболее эффективным, так как не требует дефицитных растворителей и за короткое время позволяет синтезировать комплексы различного состава с большим выходом. Для синтеза координационного соединения использовали CoCl₂•6H₂O, NiCl₂ •6H₂O, NaOH и никотиновую кислоту, марки «ч.д.а.» и «х.ч.». Синтез никотината металла проводили согласно [11]. Тиокарбамид (CS(NH₂)₂) (ТК), и никотинамид (NС₅Н₄CОNH₂) (АНК) марки «чда» использовали в качестве лигандов. Количество металла в синтезированном соединении определяли согласно [12]. Азот определялся по микрометоду Дюма [13], углерод, водород и сера сжиганием в токе кислорода.

Показано, что карбамид при реакциях с кислотами выступает как основание. Исследование реакции взаимодействия карбамида с органическими солями различных металлов и их анализ, выполнен в монографии К.Сулаймонкулова [14]. В настоящее время известно множество комплексов металлов с карбамидом, содержащих различ­ные ацидолиганды, такие как галогениды, псевдо галогениды, суль­фаты, нитраты и другие.

ИК-спектры поглощения записывали на спектрометре Specord-75 (400-4000 см-ˡ) с использованием методики прессования в виде таблеток с КВr. Термический анализ проводили на дериватографе системы Паулик-Паулик-Эрдей [15] со скоростью 10 град/мин и навеской – 0,1г при чувствительности гальванометров Т-900, ТГ-100, ДТА-1/10, ДТГ-1/10. Запись проводили при атмосферных условиях с постоянным удалением газовой среды с помощью водоструйного насоса. Держателем служил платиновый тигель с диаметром 7 мм без крышки. В качестве эталона использовали Al₂O₃.

Цель исследования. Разработка условий синтеза и установление строения и свойств смещенных координационных соединений сукцинатов ряда переходных металлов с амидами кислот.

Задачи исследования: разработка условий синтеза координационных соединений сукцинатов кобальта и никеля с амидами; изыскать пути синтеза новых высокоэффективных и малоток­сических биоактивных соединений; для объекта исследования использованы карбамид и карбамидные сукцинаты Со(II) и Ni(II) в качестве органических лигандов.

В статье приводятся результати синтеза и исследования координационного соединения сукцината кобальта и никеля с К.

Экспериментальная часть. Комплексные соединения состава Со(ООС)₂(СН₂)₂∙2К∙4Н₂О и Ni(OOC)₂(СН₂)₂∙2К∙2Н₂О синтезированы путем механохимического взаимодействия 0,01 моля сукцинатов металлов с 0,02 моля карбамида в течение трех часов в агатовой ступке при комнатной температуре. Анало­гично получено соединение Со(ООС)₂(СН₂)₂∙2К∙4Н₂О, путем смешива­ния 0,01 моля сукцината кобальта с 0,01 карбамида. Безводные соеди­нения получены выдерживанием при температуре дегидратации до соответствующей потери массы.

ИК-спектры поглощения записывали на спектрометре Specord-75 (400-4000 см-ˡ) с использованием методики прессования в виде таблеток с КВr.

Результаты и их обсуждение.

В статье приводятся результаты синтеза и исследования координационного соединения сукцината кобальта и никеля с К.

Результаты элементного анализа комплексов приведены в табл.1.

Таблица 1.

Результаты элементного анализа комплексных соединений карбамида с сукцинатами металлов

Таким образом, состав полученного соединения отвечает формуле:

Co(OOC)₂(CH₂)₂∙2K∙4H₂O и Ni(OOC)₂ (CH₂)₂•2К• 2Н₂О.

Для установления способов координации карбамида и cукцинатного дианиона исследуемого соединения изучены его ИК-спектры поглощения и для сравнения – исходных компонентов. Результаты ИК-спектров поглощений К (I) и также Со(OOC)₂(CH₂)₂∙2K∙4H₂O (III) и Ni(OOC)₂ (CH₂)₂•2К• 2Н₂О представлены  в таблице 2.

Таблица 2.

Основанные колебательные частоты (см^-1) в ИК спектрах карбамида (к) и его комплексов с сукцинатами кобальта и никеля

Сравнение спектров нескоординированной молекулы карбамида и спектров его комплексов с сукцинатами кобальта (II) и никеля (II) показывает, что при переходе от свободного лиганда к комплексам существенное изменение претерпевают полосы валентных колебаний связей C=О и C-N [10]. При этом низкочастотное смещение частот связи C=О и высокочастотный сдвиг полосы ν(C-H) соответственно, составляет 8-36, 5-23 см, о чем свидетельствует способ координации карбамида через атом кислорода карбонильной группы. В случае комплекса меди эти частоты расщеплены и проявляются при 1680, 1680 и 1480, 1472 см, что говорит в пользу о наличии координированной и нескоординированной молекул карбамида [16, 17, 18]. 

Для установления термического поведения синтезированного комплекса мы провели дериватографическое исследование на дериватографе  системы  Паулик — Паулик — Эрдей (Венгрия).

Заключение. Сукцинатный дианион в зависимости от состава комплексов проявлят себя би- или тетрадентальным с мостовым способом координации. Молекула К в комплексе кобальта (II) и никеля (II)  выступает в роли монодентатного лиганда, координируясь через атом кислорода карбонильной группы. Комплексы К разлагаются со ступенчатым удалением органического лиганда. Стабильность термолиза соединений существенно зависит от способа координации амидолигандов, центрального иона и характера строения. Показано, что деакватации соединений сопровождается повышением дентатности сукцинатного дианиона. На основании полученных результатов можно предположить, что кобальтовое комплексное соединение имеет полимерную структуру центральных атомов в виде октаэдра. [19].

На основании полученных данных можно предположить, что комплексы кобальта и никеля имеют полимерное строение с октаэдрическими окружениями центральных атомов. Соединение меди имеет биядерное строение, одна молекула карбамида и молекулы воды удерживаются за счет водородных связей.

Список литературы:

1. Азизов О.Т. Комплексные соединения пальмитатов, олеатов, стеаратов ряда 3d-металлов с некоторыми амидами: Дис….канд. хим. наук.- Ташкент: 2006. - 168 с.
2. Азизов О.Т, Исматов Д.Н, Шарипов Х.Т. Комплексные соединения олеата никеля (II) с некоторыми амидами кислот // Химия и химическая технология. - Ташкент, 2004. -№3-4. -С.50-52
3. Азизов О.Т. Kомплексные соединения пальмитата цинка с некоторыми амидами // фарм. журн.,- Ташкент, 2004. -№3- С. 42-44.
4. Азизов О.Т, Шарипов Х.Т. Координационные соединения стеарата кобальта (II) с некоторыми амидами // Узб. хим. журн.-Ташкент, 2004. -№6.- С. 3-6.
5. Азизов О.Т., Азизов Т.А., Шарипов Х.Т. Координационные соединения стеарата меди (II) с некоторыми амидами кислот // Химия природ. соедин. - Ташкент, 2002. -спец. вып.- С. 64-65.
6. Азизов О.Т., Комплексные соединения пальмитатов, олеатов, стеаратов ряда 3d-металлов с некоторыми амидами // Сборник тезисов научной конференции посвященной памяти академика С.Ю Юнусова: Тез.докл.-Т., 2005.-С. 49.
7. Азизов. О.Т., Мелдебекова С.У., Азизов Т.А. Смешанные амидокарбоксилатные координационные соединения ряда металлов // Тр. Междунар. Конф. Посвящ. 50-летию ОшГУ и 60-летию акад. Б.М. Мурзубраимова. -Ош, 2000.-С. 15-17.
8. Азизов. О.Т, Мелдебекова С.У, Азизов Т.А. О возможности использования карбоновых кислот для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов // Матер.междунар.науч-техн.конф. «Наука, образование, -производство в решении экологических проблем»: Тез.докл. -Уфа, 2002. - С. 255-257.
9. Azizov O.T., Meldebekova S.U., Azizov T.A. About the opportunity of using carbon acids for sewage treatment from ions of heavy metals // Coordination chemistry division of inorganic chemistry. The 228th ACS National meeting. Philadelphia, august 22-26. 2004. P. 459.
10. Азизов. О.Т, Шарипов Х.Т, Азизов Т.А. Синтез и исследование координационных соединений солей жирных кислот с некоторыми амидами // Химическая наука и технология в Узбекистане: Тез.докл. Респ. научно-практической конф. 28-29 ноябрь 2002.- Ташкент, 2002.- С. 62-63.
11. Азизов О.Т. Комплексные соединения пальмитатов, олеатов, стеаратов ряда 3d-металлов с некоторыми амидами: Дис….канд. хим. наук.- Ташкент: 2006. - 168 с.
12. Пришибл П. Комплексоны в химическом анализе. - Москва: ИЛ. 1960. -72 с.
13. Климова В.А. Основы микрометода анализа органических соединений. - М.: Химия, 1967. - 19 c.
14. Сулайманкулов К. Соединений карбамида с неорганическими солями //Фрунзе:Илим. -1976. -223 с.
15. Paulik F., Paulik J., Erdey L. Derivatograph. I Mittelung Ein automatish registriender Apparat zur gleichzeitigen Ausguchrund der Differential — ther moqravimetrischen Untersuchungen // Z. Anal. Chem. 1958. V. 160. № 4. — P. 241–250.
16. Мукимова Г.Ж. Синтез и исследование координационных соединений сукцинатов некоторых 3d- металлов с амидами // Автореф. дис….. канд. хим. наук. - Ташкент. 1999. - С.35-38.
17. Мукумова Г.Ж.,Чориева Н.Б.,Зарипова Р.Ш.,Абдувалиева М.Ж.Аллабердиев Ф.Х. Исследование координационные соединения Fe(II), Co (II), Ni (II) и Cu (II) сукцинатов с формамидом // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. - 2018.- № 5 (47). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/5848
18. Синтез и свойства координационные соединения Сu (II), Ni (II), Co (II) и Zn (II) ацетамида // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Мукимова Г.Ж. [и др.]. 2019. № 6 (60). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/7431
19. Синтез и исследование координационного соединения сукцината никеля с никотинамидом // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Мукимова Г.Ж. [и др.]. 2021. № 11 (89). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/12506