Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn TUZLARINING AMMONIY VANADAT VA 5-AMINO-2-MERKAPTOBENZIMIDAZOL ASOSIDAGI ARALASH METALLI KOMPLEKS BIRIKMALARI SINTEZI VA TADQIQOTI Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

UDK 541.49+547.785.5+543.42

Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn TUZLARINING AMMONIY VANADAT VA 5-AMINO-2-MERKAPTOBENZIMIDAZOL ASOSIDAGI ARALASH

METALLI KOMPLEKS BIRIKMALARI SINTEZI VA TADQIQOTI

Raxmonova Dilnoza Salamovna

O'zbekiston Milliy universiteti kimyo fakulteti noorganik kimyo kafedrasi

mudiri, k.f.n., dotsent d.rakhmonova81 @ma\l.ru Raximova Nargiza Abdivoxid qizi

O'zbekiston Milliy universiteti kimyo fakulteti noorganik kimyo kafedrasi erkin

izlanuvchisi

ANNOTATSIYA

Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn nitratlarining ammoniy vanadat va 5-amino-2-merkaptobenzimidazol bilan aralash metalli kompleks birikmalarini sintez metodikasi ishlab chiqildi hamda sintez qilingan kompleks birikmalarning tarkibi, tuzilishi zamonaviy fizik-kimyoviy metodlardan IQ-spektroskopiyasi, element va termogravimetrik analizlar yordamida tahlil qilindi. Ligand 5-amino-2-merkaptobenzimidazol kompleks hosil bo'lish reaksiyalarida imidazol halqasidagi azot atomi orqali koordinatsiyaga uchrashi aniqlandi.

Kalit so'zlar: ligand, 5-amino-2-merkaptobenzimidazol, kompleks birikma, IQ-spektroskopiya, element analiz, termogravimetrik analiz, tarkib, tuzilish, xossa.

ABSTRACT

A method for the synthesis of new mixed-metal complex compounds Mn (II), Co (II), Cu (II) and Zn with ammonium vanadate and 5-amino-2-mercaptobenzimidazole was developed and the composition and structure of the synthesized complex compounds were studied using modern physicochemical methods, as elemental, thermogravimetric analysis and IR spectroscopy. It was found that the ligand 5-amino-2-mercaptobenzimidazole is coordinated by the nitrogen atom in the imidazole ring in complexation reactions.

Keywords: ligand, 5-amino-2-mercaptobenzimidazole, complex compound, IR spectroscopy, elemental analysis, thermogravimetric analysis, composition, structure, properties.

АННОТАЦИЯ

Разработана методика синтеза новых смешанометалльных комплексных соединений Mn(II), ^(II), Cu(II) и Zn с ванадатом аммония и 5-амино-2-

411

Scientific Journal Impact Factor

меркаптобензимидазолом и изучены состав, структура синтезированных комплексных соединений с использованием современных физико-химических методов, как элементный, термогравиметрический анализа и ИК-спектроскопия. Установлено, что лиганд 5-амино-2-меркаптобензимидазол координируется атомом азота в имидазольном кольце в реакциях комплексообразования.

Ключевые слова: лиганд, 5-амино-2-меркаптобензимидазол, комплексное соединение, ИК-спектроскопия, элементный анализ, термогравиметрический анализ, состав, строение, свойства.

Koordinatsion birikmalar kimyosining jadal rivojlanayotgan sohalaridan biri bu tarkibida azot, kislorod, oltingugurt tutgan geterohalqali ligandlar bilan biometallarning kompleks birikmalarini sintezi va xossalarining tadqiqotidir. Olingan ma'lumotlar esa oldindan belgilangan ma'lum bip xususiyatli, tarkib va tuzilishli hamda boshqa muhim xossali yangi kimyoviy moddalarni maqsadli yo'naltirilgan holda topish va ularni sintez qilish uchun muhimdir.

Benzimidazol asosidagi fiziologik faol birikmalar molekulasida elektrofil va elektrofob reaksion markazlar bilan kuchli qutblangan guruhlar hosil bo'ladi va bu bilan ular biologik faollikni [1-4] namoyon etib, fermentlar yoki boshqa resertik hujayralapni o'pab olish uchun dastlabki reagent vazifasini o'tashi mumkin. Bularning hammasi ma'lum tuzilish va xususiyatli metallokomplekslarni maqsadli sintez qilishga imkon beradi. Adabiyotlardan ma'lumki, tarkibida turli metallar tutgan koordinatsion birikmalari kam o'rganilgan [5-8]. Shu sababli, bu ish nazariy va amaliy ahamiyatga ega bo'lib, sintez qilingan koordinatsion birikmalarning elektron, stereokimyoviy, kinetik va termodinamik xossalarini o'rganishga imkon beradi.

TAJRIBA QISMI

Kompleks birikmalar sintez qilish uchun metallarning kristallogidrat ko'rinishidagi tuzlaridan: Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn nitratlari hamda ammoniy vanadat tuzining «a.u.t.» markasidan foydalanildi.

[{Mn(L)2}2V4O12] kompleksning sintezi suvli spirtli muhitda olib borilib, 0,001 mol marganes nitrat va 0,002 mol ammoniy vanadatning suvli epitmasiga va 0,002 mol ligandning (L) yani 5-amino-2-merkaptobenzimidazolning spirtli eritmasi (M:M:L=1:2:2 mol nisbatda) qo'shildi. Reaksiya 30 minut davomida suv hammomida qizdirish yo'li bilan olib borildi, so'ngra reaksion aralashma

KIRISH

Scientific Journal Impact Factor

kristallanish uchun qoldirildi. Uch kundan so'ng pushti rangli kompleks cho'kmasi ajratib olindi, etanolda yuvilib, ochiq havoda quritildi. Mahsulot unumi 71%. Tsuyuq 345-347oC.

Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn nitratlarining ammoniy vanadat va 5-amino-2-merkaptobenzimidazol bilan hosil qilgan aralash metalli kompleks birikmalari ham shu metodika yordamida sintez qilindi.

Sintez qilingan kompleks birikmalarning xossalari va element analizi natijalari 2-jadvalda keltirilgan.

TADQIQOT USULLARI

Kompleks birikmalar tarkibidagi uglerod va kislorod elementi umumiy uglerod analizatori Analitik Jena TOC kislorod analizatori Check Mate da aniqlandi.

Birikmalarning yutilish IQ-spektrlari 400-4000 sm-1soha oralig'ida Avatar System 360 FT- IR va Rrotege 460 Magna-IR technology firma Nicolet Instrument Corporation (AQSh) spektrofotometrda KBr tabletka ko'rinishidagi diametri 7 mm bo'lgan namunasidan va 4 sm-1aniqlikda foydalanib o'rganildi.

Termik analiz termodinamik asbob - Netzsch Simultaneous Analyzer STA 409 PG (Germaniya), K-tipidagi (Low RG Silver) termobug' va alyuminiyli tigelda olib borilgan. Hamma o'lchashlar inert azot atmosferasida azotning oqim tezligi 50ml/min.da olib borilgan. Analizning harorat oralig'i 20-700°S, qizdirish 5K/min tezlikda olib borilgan. Bir o'lchashda namuna miqdori 6-10 mg. O'lchovchi sistema standart moddalar to'plami KNO3, In, Bi, Sn, Zn, CsCl yordamida tebrandi. Bir vaqtning o'zida namunaning massasi, komplekslarning parchalanish massasi va termik barqarorligi temperatura ortib borishi bilan o'zgarishi aniqlandi.

OLINGAN NATIJALAR VA MUHOKAMASI

Tegishli metall nitratlarining suvli va ligandni etanolli eritmalari bilan ammoniy vanadatni M:L:M' = 1:2:2 mol nisbatdagi umumiy formulasi [{M(L)2}2M'4] bo'lgan kompleks birikmalari sintez qilindi, bu yerda M - Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn) va M' - V(V);L-5-amino-2-merkaptobenzimidazol.

Sintez qilingan ligand va komplekslardagi elementlarning miqdorlari (uglerod, azot, kislorod, oltingugurt, vanadiy va metall elementlari) SEM-EDX metodi yordamida analiz qilindi. Olingan kompleksning mikrostrukturasi va EDX diagrammasi 3,4-pasmlarda keltirildi.

Kompleks tarkibidagi Co, C, N, O, V va S elementlarining massasiga nisbatan foiz konsentrasiyalari tegishli ravishda Co-12%, C-32,8%, N-11,1%, V-14,9%, O-17,4% va S-11,8% ni tashkil etdi.

Scientific Journal Impact Factor SJIF 2021:5.423

3-pasm. [{Co(L)2}2V4Oi2] 4-pasm. [{Co(L)2}2V4Oi2]

kompleks birikmasining kompleks birikmasining EDX

mikrostrukturasi diagrammasi

2- jadval Olingan komplekslar birikmalarning element analiz natijalari

Birikma Unum % Suyuq. 0 tem.S Ranggi Topilgan / hisoblangan, %

C S N V M

L 95 229-231 Oq 50,9 / 50,4 19,4 /19,2 25,4 /25,2

[{Co(L)2}2V4Ol2] 84 238-240 Jigarpang 29,1 /29,0 11.1 /11,0 14,5 /14,2 17,3 /17,1 8,9/8,8

[{Cu(L)2}2V4Oi2] 77 243-245 Och qora 29,1 /29,1 10,8 /10,6 14,2 /14,1 16,3 /16,2 10.9 /10,6

[{Zn(L)2}2V4Oi2] 57 240-242 Pushti 28,4 /28,3 10,8 /10,7 14,2 /14,0 16,9 /16,6 10,9 /10,5

[{Ni(L)2}2V4Ol2] 67 262-264 Och sariq 29,1 /29,3 11,09 /11,04 14,6 /14,5 17,3 /17,1 8,8 /8,6

[{Mn(L)2}2V4Ol2] 46 239-241 Pushti 28.9 /28,8 11,0 /11,0 14,5 /14,2 17,2 /17,0 9,5 /9,4

Sintez qilingan kompleks birikmalaming eruvchanligi turli erituvchilarda o'rganildi (3-jadval).

3- jadval Ligand va olingan kompleks birikmalarning eruvchanligi

Birikmalar Suv Benzol Etanol Xloroform DMFA

L erimaydi eriydi yaxshi eriydi kam eriydi erimaydi

[{Co(L)2}2V4O12] eriydi eriydi eriydi kam eriydi kam eriydi

[{Cu(L)2}2V4O12] eriydi eriydi eriydi kam eriydi kam eriydi

[{Zn(L)2}2V4O12] eriydi eriydi eriydi kam eriydi erimaydi

[{Ni(L)2}2V4O12] eriydi eriydi eriydi kam eriydi kam eriydi

[{Mn(L)2}2V4O12] eriydi eriydi eriydi kam eriydi kam eriydi

Sintez qilingan birikmalarning tuzilishi IQ-spektros copiya usuli yordamida

o'rganildi.

5-amino-2-mepkaptobenzimidazolning IQ-spektpida, imidazol halqasidagi C=N guruhining 1617 sm-1 sohada xarakterli simmetrik valent tebranish yutilish chiziqlari kuzatiladi. Ligandning IQ- spektridagi C=N guruhining 1635 sm-1 sohada assimetrik tebranishlari [9] namoyon bo'ladi. Benzol halqasidagi C-N guruhining valent tebranishlari 2883-3039 sm-1 sohada kuzatiladi. Imin guruhining valent tebranishlari 3107-3398 sm-1 sohada keng chiziqlar ko'rinishida aks etadi.

Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn nitratlari ammoniy vanadat va 5-amino-2-merkaptobenzimidazol bilan hosil qilgan kompleks birikmalarining IQ-spektrlari ligand molekulasi bilan taqqoslanganda keskin o'zgarishlar kuzatildi. 5-amino-2-merkaptobenzimidazol molekulasidagi C=N bog'ining xarakterli chiziqlarida (À=10 -15 cm-1gacha) quyi sohaga siljish kuzatildi. Ligand spektrida mavjud bo'lmagan 524551 sm-1va 483-499 s'm-1 sohalarda O-M va N-M bog'lariga tegishli bo'lgan yutilish chiziqlarining kuzatilishi markaziy atom imidazol halqasidagi azot atomi orqali koordinasiyaga uchrqaganligini ko'rsatadi. S-H bog'iga tegishli yutilish chiziqlarining ~ 2323 sm-1sohalarda namoyon bo'lishi bu guruhning kompleks hosil bo'lganida o'zgarishlarga uchramaganligini va koordinatsiyada ishtirok etmaganligi bildiradi.

[{Mn(L)2}2V4O12] tarkibli kompleksda ligandda uchramagan v(V-O) 624 sm-1, v(V=O) 968 sm-1, v(M-O)=500-560 sm-1va v(M-S)=450-500 sm-1sohalarda yutilish chiziqlarining kuzatilishi, ligand molekulasi markaziy atom bilan imidazol halqasidagi atomi orqali monodentant koordinatsiyaga uchraganligini ko'rsatadi [10]. Bu esa, [V4O12]4-siklovanadat guruhi o'zi bilan birga tetradentantli ko'priksimon ligandni namoyon qilganligini [10], bu o'z navbatida [M(M'L)2]2+ikkita fragmentni bog'lab, antisimmetrik geterometall geksanuklear [M2M] komplekslarini hosil qilganligi ko'rsatadi.

5-amino-2-merkaptobenzimidazol bilan kvant-kimyoviy hisoblashlar o'tkazilganda, metall atomi liganddagi azot atomi orqali koordinatsiyaga uchrashi to'g'risidagi nazariy ehtimollik qilingan edi, haqiqatda ham IQ-spektri natijalariga ko'ra, metall va ligand orasidagi koordinatsiya azot atomi orqali ketishi isbotlandi. Birikmalarning IQ-spektri natijalari 4-jadvalda keltirilgan.

4-jadval

5-amino-2-merkaptobenzimidazol (L) bilan sintez qilingan kompleks birikmalarni IQ-spektrlarining asosiy tebranish chastotalari (sm-1)

Birikma v(NH) v(C=N) v(C-S) v(M-O) v(V=O) v(V-O)

L 3360 1617 685 - - -

[{Mn(L)2}2V4O12] 3180 1621 634 547 967 798

[{Co(L)2}2V4O12] 3218 1622 602 551 980 785

[{Ni(L)2}2V4O12] 3191 1623 635 551 980 744

[{Cu(L)2}2V4O12] 3161 1628 614 546 957 620

[{Zn(L)2}2V4O12] 3226 1633 618 554 955 771

Kompleks birikmalarning termik barqarorligini va tarkibida suv molekulalari mavjudligini aniqlash maqsadida derivatografiya natijalari tahlil qilindi [11,12].

Ligand 5-amino-2-mepkaptobenzimidazol derivatogrammasi 5-pasmda keltirilgan bo'lib, u 4 ta egri chiziqdan iborat. Dinamik termogravimetpik analiz egri chizig'i (DTGA) (2-egri chiziq) tahlili shuni ko'rsatadiki, DTGA egri chizig'i asosan 2 ta intensiv parchalanadigan temperatura oralig'ida amalga oshadi. 1-parchalanadigan oraliq 103-257°C temperaturaga, 2-parchalanadigan oraliq esa

416

260-674°C temperaturaga mos keladi. Tahlillar shuni ko'psatadiki, 2-parchalanadigan oraliqda intensiv parchalanish jarayoni sodir bo'ladi. Bu oraliqda parchalanishning miqdori, ya'ni parchalanishning 19,3% amalga oshadi (5-jadval).

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56

Time (mln) 'j^

5-pasm. 5-amino-2-merkaptobenzimidazol derivatogrammasi 1-Temperatura egri chizig'i; 2- differensial termogravimetrik analiz egri chizig'i (DTGA); 3- differensial termogravimetrik analiz egri chizig'ining hosilasi (DTGP);

4-DSKegri chizig'i.

5-jadval

L ning DTGA va DSK egri chizig'i natijalari tahlili

Temperatura, oS Yo'qotilgan massa, mg Yo'qotilgan massa, % Sarflanadigan energiya miqdori (^V-s/mg)

50 0,525 0,137 1,45

100 1,985 0,465 2,88

200 4,025 0,453 2,01

300 8,235 0,087 3,02

400 11,45 0,147 1,02

500 17,51 0,455 2,03

600 22,15 2,499 1,59

700 24,21 2,125 1,69

[{Mn(L)2}2V4O12] tapkibli kompleks depivatogpammasida 216,78°C da endotermik effekt kuzatildi (6-rasm), bunda massaning yo'qotilishi 19.94 minutda sodir bo'lib, 0,501 mg ga teng. Tahlillar shuni ko'rsatadiki, dastlabki parchalanish

Scientific Journal Impact Factor

oralig'ida intensiv parchalanish jarayoni sodir bo'ladi. Bu oraliqda parchalanishning miqdori, ya'ni parchalanishning 19,748 % amalga oshadi. 239,12 va 457,16 °S haroratlarda ekzotermik effektlar namoyon bo'ladi. Bu kompleks tarkibidagi ligandni bosqichma-bosqich parchalanishi, yonish mahsulotlari hosil bo'lishi bilan bog'liq bo'ladi. 456-802°S harorat oralig'ida endotermik effektlar kuzatilib, bu oraliqda termolizning oxirgi mahsulotlari hosil bo'ladi va umumiy massaning yo'qolishi 11,15% ni tashkil qiladi (6-jadval). Termoliz natijasida qoldiq sifatida marganes va vanadiy oksidlari qoladi.

6- pacm. [{Mn(L)2}2V4O12] umumiy tahlili

6-jadval

[{Mn(L)2}2V4O12] komplekcining DTGA va TG egpi chizig'i natijalapi tahlili

Temperatura, Yo'qotilgan massa, % Moddaning Sarflanadigan energiya

oC parchalanish tezligi, miqdori (^V*s/mg))

mg/min

216 19,748 0,025 1,40

456 8,317 0,0048 1,00

802 2,838 0,0009 0,14

Sintez qilingan aralash metalli kompleks birikmalarning termik analizi asosida xulosa qilish mumkinki, kompleks birikma 200-800°S interval oralig'idagi haroratda parchalanadi. Kompleks birikmalarning parchalanishi 200-800oC harorat intervalida

sodir bo'ladi bu esa ulaming termik jihatdan barqarorligini va tarkibida suv molekulalari mavjud emasligini ko'rsatadi.

XULOSA

O'tkazilgan fizik-kimyoviy tadqiqot natijalari asosida sintez qilingan kompleks birikmalarda metall ioni tetradentantli ko'priksimon ligandni namoyon qiluvchi siklovanadat guruhi bilan ion bog'lanish orqali bog'lanib ikkita olti a'zoli halqa hosil qilganligi, 5-amino-2-merkaptobenzimidazol molekulasidagi endotsiklik azot atomi bilan esa koordinatsiyaga uchraganligi aniqlandi.

Element, SEM-EDX, termik analiz hamda IQ-spektroskopik tahlil natijalariga asosan 5-amino-2-merkaptobenzimidazolning ammoniy vanadat va Mn(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn lar bilan hosil qilgan aralash metalli komplekslari uchun quyidagi tuzilish formulasi taklif qilindi:

Bu yerda M = Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn

REFERENCES

1. Sabrina Rahman Archie, BK Das, MS Hossain, UTTOM Kumar, AS Shamsur Rouf, Synthesis and antioxidant activity of 2-substituted-5-nitro benzimidazole derivatives Int J Pharm Pharm Sci. 2017. -№9 (1). -P.308-310.

2. 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.

3. Hakan Bekta§, Bahar B Sökmen, Sinem Aydin, Emre Mente§e, Adile Bekta§, GamzeDilek5i,Design,synthesis,andcharacterizationofsomenewbenzimidazole

Scientific Journal Impact Factor

derivatives and biological evaluation // Journal of Heterocyclic Chemistry. 2020. -№57 (5). - P.2234-2242.

4. Karim Chkirate, Khalid Karrouchi, Necmi Dege, Nada Kheira Sebbar, Abdelaziz Ejjoummany, Smaail Radi, NN Adarsh, Ahmed Talbaoui, Marilena Ferbinteanu, El Mokhtar Essassi, Yann Garcia, Co (ii) and Zn (ii) pyrazolyl-benzimidazole complexeswithremarkableantibacterialactivity//NewJournalofChemistry.2020. -№44 (6). - P.2210-2221.

5. Andrey Seliverstov, Johannes Forster, Magdalena Heiland, Johannes Unfried and Carsten Streb. The anion-binding polyanion: a molecular cobalt vanadium oxide with anion-sensitive visual response // Chem. Commun. 2014. -Vol. 50. -P.7840.

6. Xian-Zhong Sun, Bao-Yu Wang and Ling-Yun Zhong. l-Tetravanadato-bis[bis(2,200-bipyridine)-cadmium(II)] // Acta Cryst. 2004. E60,m1100-m1102.

7. Simunekova M., Schwendt P, Gyepes R, Krivosudsky L.Heterometallic Copper-Vanadium Compounds: Crystal Structures of Polymers [Cu(im)4(V2O4(mand)2)]nand [Cu(im)4(V2O4((S)-mand)2)]n2nH2O (im=imidazole, mand=mandelato2-) // Journal of Chemical Crystallography. 2019. 5October.

8. Antar P., Schwendt P., Tariersky J., Gyepes R., Drabik M. Interaction between chilar ions: Synthesis and characterization of tartratovanadates (V) with tris(2,2'-bipyridine) complexes of iron(II) and nickel(II) as cations // Transition Met Chem. -2014. -Vol.39.-P.893-900.

9. Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений. Справочные материалы. Москва. -2012.-С.55.

10. Накамото К. ИК спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. - М.: Мир, 1991. -344с.

11. Топор Н.Д., Огородова Л.П., Мельчакова Л.В. Термический анализ минералов и неорганических соединений. Москва.: Издательство МГУ, 1987. -

12. Сазанов Ю.Н. Термический анализ органических соединений. - СПб.: Изд-во Политех. ун-та, 2016. -С.367.

С.190.