CC BY
6
СТАТЬИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ХЛОРИДОВ МЕТАЛЛОВ
С 3-АМИНО-1,2,4- ТРИАЗ ОЛОМ
Чалабоева Зилола Мирзакаримовна
PhD, студент химического факультета Национального университета Узбекистана имени Мирзо Улугбека, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Раззокова Сурайё Раззоковна
доц. химического факультета Национального университета Узбекистана, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Торамбетов Батырбай Сметович
доц. химического факультета Национального университета Узбекистана, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: torambetovb @mail.ru
Кадирова Шахноза Абдухалиловна
проф. химического факультета Национального Университета Узбекистана, Республика Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: kadirova. [email protected]
STUDY OF COMPLEX COMPOUNDS OF METAL CHLORIDES WITH 3-AMINO 1,2,4-TRIAZOLE
Zilola Chalaboyeva
PhD student of the Chemistry Department, the National University of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Surayyo Razzoqova
Associate Professor of the Chemistry Department, the National University of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Batirbay Torambetov
Associate Professor of the Chemistry Department, the National University of Uzbekistan, Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ХЛОРИДОВ МЕТАЛЛОВ С 3-АМИНО-1,2,4-ТРИАЗОЛОМ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. Чалабоева З.М. [и др.]. 2024. 3(117). URL: https://7universum. com/ru/nature/archive/item/16935
Shakhnoza Kadirova
Professor
of the Chemistry Department, the National University of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
На основе 3-амино-1,2,4-триазольных лигандов синтезированы координационные соединения хлоридов солей Mn(II), Fe(II) и Zn(II). Синтезированные соединения исследованы методами элементного анализа, ИК-спектроскопии и термического анализа. В результате был сделан вывод, что лиганд координируется с металлами через второй атом азота триазольного кольца.
ABSTRACT
Coordination compounds of salt chlorides Mn(II), Fe(II) and Zn(II) were synthesized on the basis of 3-amino-1, 2, 4-triazole ligands. The synthesized compounds were investigated using elemental analysis, IR spectroscopy and thermal analysis methods. As a result, it was concluded that the ligand in the complex is coordinated to metals through the second nitrogen atom of the triazole ring.
Ключевые слова: амитрол, хлорид цинка, инфракрасная спектроскопия, комплекс, растворимость, лиганд, термический анализ.
Keywords: amitrol, zinc chloride, infrared spectroscopy, complex, solubility, ligand, thermal analysis.
Введение
Среди азотсодержащих гетероциклических соединений производные триазола широко используются в медицине, сельском хозяйстве, химической технологии, фармацевтике, аналитической химии. Производные 1,2,4-триазола используются в сельском хозяйстве как фунгициды и гербициды [5], а также в медицине как антимикотики. Например, противогрибковый вориконазол входит в число 200 самых продаваемых препаратов [10]. Большое значение имеет наличие в его составе 1,2,4-триазольного гете-роцикла в качестве активного фрагмента.
3-амино-1,2,4-триазол и его производные также широко используются в фармацевтической и агрохимической областях. Например, производные 3-аминотриазола являются ингибиторами биосинтеза каталазы [12] и гистидина [11]. Комплекс аминотри-азолов, являющийся антагонистом гистаминовых Н2-рецепторов, применяется при лечении язвы двенадцатиперстной кишки, желудка [9]. Также было обнаружено, что 3-аминотриазолы эффективны при лечении хронической бронхиальной астмы [8]. Рецепторы нейропептида У и антагонисты мощного рецептора С№1 [4; 6] использовались в качестве ингибиторов фермента метионинаминопептидазы-2 [7].
Анализ литературных данных показывает, что получение комплексных соединений на основе 3-амино-1,2,4-триазола изучено недостаточно. Поэтому изучение свойств производных 3-амино-1,2,4-триазола, их структура и разработка новых методов синтеза нового вещества будут иметь практическое и теоретически важное значение.
Целью настоящего исследования является синтез, изучение строения и свойств нового комплекса, содержащего в качестве лиганда производные триазола.
Методы исследований
С целью изучения координационной способности и свойств 3-амино-1,2,4-триазола изучено, что соли
Мп(11), Ре(П) и 2п(П) в спиртовом растворе образуют комплекс. В результате были синтезированы новые комплексы.
Синтез комплексов 3-амино-1,2,4-триазола с солями Мп(11), Ре(П) и 2п(П): 0,002 моль амитрола растворяли в этаноле при перемешивании на магнитной мешалке. По каплям добавляли водный (горячий) раствор 0,001 моль солей Мп(11), Ре(П) и 2п(П) и перемешивали при комнатной температуре в течение 3 часов, затем смесь фильтровали.
Полученный раствор оставляли при комнатной температуре. В результате медленного испарения растворителя в течение нескольких дней образовались окрашенные кристаллы. Образующиеся кристаллы растворимы в воде и этаноле, нерастворимы в неполярных растворителях.
Результаты и их обсуждение
Вновь образовавшиеся комплексы изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) (рис. 5). Определены количества углерода, кислорода, азота и металлов в комплексных соединениях, образовавшихся в результате анализа. На основании данных, полученных в результате СЭМ, наблюдалось изменение микроструктуры ли-гандов за счет координации ионов металла с лиган-дом. Было доказано, что комплекс образовался путем регистрации множества пиков металлов. Количества элементов в синтезированных лигандах и комплексах анализировали методом SEM-EDХ. В данных, полученных в результате анализа (Рис. 1.), определяли процентное соотношение масс элементов в комплексе. Это позволило вывести валовую формулу комплексов. На основании приведенных формул определен состав комплексов. На основе результатов исследований изучен состав комплексов.
Рисунок 1. Микроструктура [Zn(L)4Ch]
Температура плавления и результаты элементного анализа комплексного соединения представлены в таблице 1.
Температура плавления и результаты элементного
Таблица 1.
лиганда и его комплексов с MnCb, FeCl2 и ZnCl2
№ Состав Цвет % Т„ 0С Найдено, % / Вычислено, %
Брутто формула C H N M
1 L Белый 157-159 C2N4H4 28,6 4,76 33,3
2 [Мп^СЩ Желтый 71 206-207 МпСв^И^Ь 20,8/ 21,5 3,46/ 3,54 48,5/ 49,4 11,9/ 12,6
3 ^е^СЪ] Желтый 74 245-246 FeC8Nl6Hl6a2 20,7/ 21,5 3,45/ 3,52 48,4/ 49,6 12,1/ 12,8
4 ^П^СЪ] Белый 76 241-242 ZnC8Nl6Иl6Cl2 20,3/ 21,2 3,38/ 3,44 47,5/ 48,0 13,8/ 14,7
С целью определения координационных центров лиганда с центральным атомом были изучено ИК-спектры синтезированных комплексных соединений. По данным ИК-спектра 3-амино-1,2,4-триазола лиганд проявляет поглощение при 1527 см-1, что соответствует валентным колебаниям группы ^(с=м)[1; 2]. В комплексных соединениях наблюдаются изменения в области, связанной с симметричными и асимметричными валентными колебаниями функциональных групп Vas(с=N), Vs(с=N), 8(ыи2) по сравнению с таковыми у лиганда. В результате координации 3-амино-1,2,4-триазола к атому металла наблюдался сдвиг на 14-29 см-1 в характеристической области Vas(с=N), vs(c=н) группы. Образование новой области
Основные частоты в ИК-спектрах лш
поглощения при 601, 646 и 644 см-1, соответствующей колебаниям связей V(м-N), которые не наблюдались в спектре синтезированных нами комплексных соединений, указывает на то, что триазольный цикл координировался через четвертый атом азота. В результате квантово-химических расчетов с 3 --амино-1,2,4-триазолом представлена теоретическая вероятность координации атома металла через четвертый атом азота в лиганде [13]. Подтверждено, что координация лиганда с ионами металлов происходит через четвертый атом азота в кольце. Результаты ИКспектра соединений представлены в таблице 2 и рисунках 2, 3.
Таблица 2.
и его комплексов с MnCl2, FeCl2 и ZnCl2
Тип колебаний VаsC=N Vs 1Ш2 vc-н 8кЫ2 VC-N VasNH2 M-Cl vM^N
L 1527 1278, 1428 2924 1646 1205 3333, 3416 - -
[Мп^СЪ] 1566 1288 1419 2972 1644 1232 3438 813 601
Ре^СЩ 1550 1264 1408 2937 1657 1264 3335 882 646
^п^СЩ 1562 1215 1284 2975 1664 1229 3325 886 644
Исследование состава и строения синтезированных координационных соединений завершилось получением их термогравиграмм. Результаты термического анализа показывают характер термического воздействия, термическое разложение соединений,
температурный диапазон воздействия и его характер, потерю массы в процентах в том же диапазоне воздействия. Таким образом, в результате термического анализа определяют разложение и разжижение комплекса, качество координации и некоординации лиганда, конечные продукты комплекса [3].
15.06.2023 1_1 1/ст
Рисунок 2. ИК-спектр3-амино-1,2,4-триазола
%т
- у
\ Г\1 Ъ \ /1 - 1 1 V/ 1 § IV сл со ^ § со , 3
"Ш л - / Т 8 ££ « СО С*> \ / ' 1 ^ & V й 1 / ® ^ 1 / § к 1
,1 § О да § 1 Й 1
■ ■ ■ ■———......1 I I I I 1 ■ 1 1 Г 1 ' ■ 1 1 ' 1 ■ ' ................
4000
3500
3000
2500
2000
1750
1500
1250
1000
750
500
Рисунок 3. ИК-спектр комплекса ЖвСЪ с 3-амино-1,2,4-триазолом
Термические анализы синтезированного комплексного соединения [Ре(Ц4С12] проводили в интервале температур от 200С до 10000С (рис. 3А). Общее разложение наблюдалось в диапазоне 50-7800С. Первоначально в диапазоне 50-2250С терялось 0,591 мг, т.е. 16,174 % массы, и наблюдался эндотермический эффект. Интенсивная потеря массы в диапазоне 230-5150С составила 0,988 мг, т.е. 27,067 %, при этом наблюдался экзотермический эффект. Последние
эффекты на термогравиграммах комплексов, синтезированных при 560-7800С, связаны с образованием оксидов металлов. В этом интервале количество распада составляет 31,128 % распада, т.е. 1,137 мг. Никаких изменений не наблюдается после 7800С. По результатам термического анализа установлено, что в составе комплексных соединений отсутствуют молекулы воды. В результате термолиза остается оксид металла.
Рисунок 4. Термограмма комплексных соединений [Fe(L)4Ch] и [Zn(L)4Ch]
Термический анализ синтезированного комплексного соединения ^п(Ь)4С12] проводили в интервале температур от 200С до 10000С (рис. 4 Б). Общее разложение наблюдалось в диапазоне 40-8750С. Первоначально в диапазоне 50-2500С терялось 0,179 мг, т.е. 2,735 % массы, и наблюдался эндотермический эффект. Исходя из этого, было определено, что в составе комплексных соединений имеются молекулы воды. Интенсивная потеря массы в диапазоне 365-580°С составила 5,580 мг, т.е. 85,069 %, при этом наблюдался экзотермический эффект. Последние эффекты на термогравиграммах комплексов, синтезированных при 580-875°С, связаны с образованием оксидов металлов. Сумма разложения в этом интервале составляет 8,382 % от разложения, т.е. 0,550 мг. Никаких изменений не наблюдается после 875°С. В результате термолиза остается оксид металла.
Заключение. Разработан метод синтеза комплексов 3-амино-1,2,4-триазола с солями Мп(11), Fe(П) и Zn(II) и синтезированы комплексные соединения, хорошо растворимые в воде. По результатам проведенных физико-химических исследований установлено, что в синтезированных комплексных соединениях ион металла координируется с молекулой лиганда через четвертый атом азота в триазольном кольце. По результатам элементного, термического, растрового электронного микроскопа и ИК-спектро-скопического анализа состава и строения синтезированных комплексных соединений установлено соответствие формулам [МПЪ^СЩ, ре^^СЩ и
На основании физико-химических исследований сделан вывод, что в состав комплексных соединений входят металл и 3-амино-1,2,4-триазол в соотношении 1:4, а строение синтезированных комплексных соединений можно представить следующим образом:
-"Х
где: М - Мп(11), Fe(II) и Zn (II)
Список литературы:
1. Казицына А.А., Куплетская Н.Б., Применение УФ-, ИК- и ЯМР-спектроскопии в органической химии. - М.: Книга по Требованию, 2013. -334 с.
2. Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений. - М.: МГУ имени М.В.Ломоносова, химический факультет, кафедра органической химии, 2012. - 20 с.
3. Топор Н.Д., Огородова Л.П., Мельчакова Л.В. Термический анализ минералов и неорганических соединений. -М.: Изд-во МГУ, - 2005.
4. Faucher J.L., Ortuno J.K., DuhaultJ., Boutin J.A., Levens N., Safe A.Synthesis of 1,5-disubstituted-3-amino-1H-1,2,4-triazoles from 1,3,4-oxadiazolium hexafluorophosphates 2000. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/264653725_ChemInform_Abstract_A_Safe_Synthesis_of_15-Disubsti-tuted_3-Amino-1H-124-triazoles_from_134-Oxadiazolium_Hexafluorophosphates (дата обращения: 25.01.2024).
5. Hartmann M., Bauer H.J., Wermann K. Synthesis and hydrolysis of hydrolysis of modifiedpoly (acrylicacid) scontaining 3-amino-1,2,4-triazole // Biocide Polymer. - 1985. P. 195.
6. Lowe R.F., Nelson J., Dang T.N., Crowe P.D., Paxuja A., Mc Carthy J.R., Grigoriadis D.E., Conlon P., Saunders J., Chen C., Szabo T., Chen T.K., Bozigian H.J. Rational design, synthesis, and structure-activity relationships of aryltriazoles as novel corticotropin-releasing factor-1-receptor antagonists // Journal of Medicinal Chemistry. -2005. - № 48. - P. 1540-1549.
7. Marino J.P., Fisher P.W., Hofmann G.A., Kirkpatrick R.B., Janson C.A., Jonson R.K., Mattern M., Meek T.D., Rayan M.D., Schulz C., Smit W.W., Tew D.G., Tomazek T.A., Veber D.F., Xiong W.C., Yamamoto Y., Yamashita K., Yang G., Tompson S.K. Structure-based design and synthesis of potent matrix metalloproteinase inhibitors derived from a 6Я-1,3,4-thiadiazine scaffold // Journal of Medicinal Chemistry. - 2007. - № 50. - Pp. 3777-3785.
8. Naito Y., Akaxoshi F., Takeda S., Okada T., Kajii M., Nishimura X., Sigiura M., Fukaya C., Kagitani Y.J. Synthesis and pharmacological activity of triazole derivatives inhibiting eosinophilia // Journal of Medicinal Chemistry. - 1996. -Vol. 39. - P. 3019-3029.
9. Romain Noël, Xinyi Song, Rong Jiang, Michael J. Chalmers, Patrick R. Griffin, and Theodore M. Kamenecka. Efficient Methodology for the Synthesis of 3-Amino-1,2,4-triazoles // J.W. Clitherow. EP 367484. Pp. 1989. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.researchgate.net/scientific-contributions/John-W-Clitherow-6550730 (дата обращения: 24.01.2024).
10. Smith D.T., Smith B.R., Qureshi H., et.al. Синтез Ш-замещенных-4-(1,2,4-триазол-1-илметил)-1,2,3-триазолов с потенциальной фунгицидной активностью // Journal of Chemical Education. - 2010. - Vol. 87. - P. 1348.
11. Ventura L., Perez Gonzales J.A., Ramon D., Efficient Methodology for the synthesis of 3-amino-1,2,4-triazoles fems // Microbiology Letters. - 1997. - № 149. - P. 207-212.
12. Xadir A., Verreault J., Averill D.A. Ark. Inhibition of antioxidants and hyperthermia enhance bleomycin-induced cytotoxicity and lipid peroxidation in Chinese hamster ovary cells Biokimyo // Biophys -1999. - Pp. 163-175.
13. Yankova R., Lachezar. Density Functional Theory Calculations of [Me(3-amino-1,2,4-triazole)2]2+complex ions (Me=Zn,Cu, Co, Ni and Cd) in water phase // Journal of materials and chemistry. - 2015. - Vol. 5(2): Pp. 25-30.
