Синтез и исследование однородных комплексных соединений нитрата магния с нитрокарбамидом и никотинамидом Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОРОДНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НИТРАТА МАГНИЯ С НИТРОКАРБАМИДОМ И НИКОТИНАМИДОМ

Джуманазарова Зульфия Кожабоевна

соискатель, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбек, 77-а,

E-mail: [email protected]

Азизов Тохир Азизович

главный научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан

100170, Узбекистан, г. Ташкент, ул. Мирзо Улугбек, 77-а,

SYNTHES AND RESEARCH COORDINATIONAL COMPOUNDS OF MAGNESIUM ACETATE WITH NITROCARBAMIDE AND NICOTINEAMIDE

Zulfiya Dzhumanazarova

Researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan,

100170, Uzbekistan, Tashkent, MirzoUlugbek str., 77-a

Taxir Azizov

Chief scientific researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry of the

Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Tashkent, MirzoUlugbek str., 77-a

АННОТАЦИЯ

Синтезированы однородные координационные соединения нитрата магния с нитрокарбамидом и никотина-мидом. Установлены состав, индивидуальность, способы координации ацетатных групп, молекул нитрокарба-мида и никотинамида. Методами колебательной спектроскопии и термического анализа доказаны способы координации органических лигандов, окружение центрального иона и термическое поведение синтезированных соединений.

ABSTRACT

The results of research of new synthesized coordination compounds of magnesium nitrate with nitrocarbamide and nicotinamide are offered. Compositions, individuality, method of coordination ability of acetate fragments, molecule of nitrocarbamide and nicotinamide are identified. The methods of coordination organic ligands, central ion coordination environment and thermal behavior of synthesized compounds were proved by oscillation spectroscopy methods.

Ключевые слова: координационные соединение, синтез, ИК-спектроскопия, рентгенофазовый анализ, магний нитрат, нитрокарбамид, никотинамид.

Keywords: coordination compounds, synthesis, IR spectroscopy, X-ray phase analysis, magnesium nitrate, nitrocarbamide, nicotinamide.

Бурное развитие химии координационных соединений обусловлено применением их в различных областях. Координационные соединения металлов, обладая рядом специфических свойств, нашли широкое практическое использование во многих отраслях народного хозяйства. Например, в химической технологии использование разнолигандных координационных соединений связано с оптимизацией процессов разделения компонентов смеси. В аналитиче-

ской химии с помощью разнолигандных координационных соединений можно снизить предел обнаружения и повысить избирательность определения большого числа элементов и веществ. В биохимических системах синтезы некоторых разнолигандных координационных соединений могут служить моделями процессов, протекающих в живых организмах. На основе координационных соединений ацетата цинка и сукцината кобальта с никотинамидом созданы эф-

Библиографическое описание: Джуманазарова З.К., Азизов Т.А. Синтез и исследование однородных комплексных соединений нитрата магния с нитрокарбамидом и никотинамидом // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. 2018. № 6(48). URL: http://7universum. com/ru/nature/archive/item/592 7

фективные стимуляторы роста и повышения урожайности хлопчатника. Молекулы нитрокарбамида (НТК), никотинамида (АНК) и анион нитратной кислоты (N03) содержат донорные атомы и способствуют образованию координационных соединений с ионами металлов. В [1;4;5] синтезированы и исследованы координационные соединения ряда карбоксила-тов металлов с амидами. В литературе отсутствуют сведения об однородных комплексных соединениях нитрата магния с нитрокарбамидом и никотинами-дом.

Приводятся синтез, ИК-спектроскопический, рентгенофазовый анализ однородных комплексных соединений нитрата магния с нитрокарбамидом и ни-котинамидом. В процессе выполнения настоящего исследования для синтеза комплексных соединений использовали нитрата магния устава Mg(N0з)2•4Н20 марки «чда» или «хч». В качестве ли-гандов применяли нитрокарбамид (Н2NС0NHN02) и никотинамид (NC5H4CONH2) марки «чда».

Для осуществления синтеза координационных соединений нами выбран наиболее эффективный ме-

ханохимический способ, так как он не требует дефицитных органических растворителей. Методика синтеза проведена согласно [7].

Анализ синтезированных соединений на содержание магния проводили согласно [6]. Азот определяли по методу Дюма [2], углерод и водород - сжиганием в токе кислорода [табл.1]. Для установления индивидуальности синтезированных соединений снимали рентгенограммы на установке ДР0Н-2.0 с ^ - антикатодом [3]. ИК-спектры поглощения записывали в области 400-4000 см-1 на спектрометре ЛУ-ATAP-360 фирмы «Мто^» [рис. 1-4].

Комплекс состава

Mg(NОз)2•2H2NCONHNO2•0.5H2O синтезирован путем интенсивного перемешивания 1.0723 г тетрагид-рата нитрата магния с 1.0506 г нитрокарбамида в агатовой ступке при комнатной температуре в течение 3 часов. Выход продукта составляет 98.0%.

Соединение состава

Mg(N0з)2•4H2NC0NHN02•H20 синтезировали путем перемешивания 0.5362 г Mg(N0з)2•4Н20 с 1.0506 г нитрокарбамида в агатовой ступке при комнатной температуре в течение 3 часов. Выход продукта составляет 93.0%.

Таблица 1.

Результаты элементного анализа однородных координационных соединений нитрата магния с

нитрокарбамидом и никотинамидом

Элементы, в процентах

И& % N % С, % Н, %

о о о о

Соединения о ено н е 5 о ено н е 5 о ено н е 5 о ено н е 5

»К »К »К »К

£ ы 04 £ ы 04 £ ы о? £ ы 04

Mg(N0з)2 •2H2NСONHNO2 -0.5^0 6.44 6.54 30.62 30.51 6.44 6.54 1.81 1.91

Mg(N0з)2 • 4H2NСONHNO2 Н2О 4.12 4.10 33.56 33.44 8.21 8.19 2.42 2.39

Mg(N0з)2•2NС5H4C0NH2•1.5Н20 5.69 5.61 19.56 19.63 33.73 33.64 3.44 3.50

Mg(N0з)2•4NС5H4C0NH2•2.5Н20 3.61 3.52 20.63 20.56 42.41 42.30 4.34 4.25

При синтезе комплексного соединения состава Mg(N0з)2•2NC5H4C0NH2•1.5H20 0.5362 г Mg(N0з)2•4Н20 перетирали с 0.6103 г никотинамида в агатовой ступке при комнатной температуре в течение 3 часов. Выход продукта составляет 95.0%.

Комплексное соединение состава

Mg(N0з)2•4NC5H4C0NH2•2.5H20 синтезировано путем перемешивания 0.5362 г Mg(N0з)2•4Н20 с 1.2206 г никотинамида в агатовой ступке при комнатной температуре в течение 3 часов. Выход продукта составляет 92.0%.

Сравнением межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей тетрагидрата нитрата магния, нитрокарбамида, никотинамида и их комплексных соединений показано, что новые однородные координационные соединения отличаются между собой, а также от исходных компонентов, следовательно, соединения имеют кристаллические решетки (табл.2).

Таблица 2.

Межплоскостные расстояния и относительные интенсивности линий нитрата магния с _нитрокарбамидом, никотинамидом и их однородных комплексов_

Соединение d, I,% d, I,% d, I,% d, I,% d, I,%

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

8.48 2 3.02 7 2.21 4 1.779 7 1.447 10

7.35 4 2.99 7 2.15 5 1.746 3 1.428 3

6.79 100 2.96 4 2.12 9 1.735 2 1.419 3

5.84 3 2.88 70 2.09 4 1.717 4 1.409 4

4.68 69 2.79 2 2.06 5 1.670 7 1.400 5

4.34 5 2.72 20 2.04 10 1.657 3 1.378 6

MgCNOV 4.18 47 2.68 8 2.02 6 1.621 6 1.359 2

•4Н2О 3.94 76 2.52 12 1.984 9 1.592 4 1.347 3

3.73 4 2.50 8 1.928 5 1.581 6 1.327 3

3.67 4 2.42 12 1.886 6 1.554 7 1.297 3

3.55 11 2.40 11 1.861 6 1.511 3

3.42 5 2.37 23 1.839 3 1.488 6

3.28 4 2.31 12 1.815 7 1.470 3

3.18 60 2.28 15 1.792 10 1.455 6

11.48 2 4.51 2 3.07 26 2.24 4 1.68 4

9.97 1 4.39 2 2.91 1 2.19 4 1.55 1

9.00 2 4.32 1 2.88 11 2.15 1 1.53 1

7.66 1 4.15 3 2.81 1 2.08 1 1.51 1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

6.67 1 4.03 100 2.77 1 2.04 2 1.43 1

H2NCONHNO2 6.20 1 3.67 17 2.69 2 2.01 6 1.42 1

5.81 1 3.56 2 2.64 2 1.961 1 1.39 1

5.72 1 3.50 1 2.55 24 1.888 1 1.38 1

5.38 1 3.44 2 2.44 10 1.845 4 1.36 1

5.18 1 3.39 2 2.35 2 1.793 2

4.99 1 3.24 4 2.33 1 1.754 2

4.79 3 3.18 5 2.28 1 1.729 1

13.77 3 3.77 8 2.39 4 1.871 3 1.553 3

11.02 3 3.60 65 2.36 21 1.855 3 1.514 3

9.67 2 3.45 78 2.31 7 1.812 5 1.490 2

9.26 2 3.33 80 2.27 12 1.784 12 1.481 2

9.00 2 3.20 86 2.20 15 1.769 4 1.460 2

7.19 2 3.07 11 2.19 16 1.750 4 1.455 2

NC5H4CONH2 6.69 2 3.01 3 2.15 5 1.730 2 1.451 2

6.51 2 2.93 4 2.10 2 1.710 2 1.420 3

5.74 100 2.89 6 2.05 2 1.699 2 1.401 2

5.13 2 2.79 8 2.02 6 1.675 3 1.389 3

4.38 53 2.68 3 1.985 4 1.640 5 1.366 2

4.23 28 2.64 20 1.956 3 1.607 2 1.340 2

4.03 2 2.53 11 1.908 3 1.585 3 1.324 2

15.96 3 4.47 4 2.92 8 2.06 22 1.566 9

15.30 4 4.43 3 2.87 8 2.02 14 1.559 6

9.19 3 4.18 17 2.79 7 1.984 8 1.551 6

8.75 3 3.99 39 2.76 8 1.951 22 1.521 8

MgCNOV 8.08 2 3.96 23 2.72 20 1.908 7 1.495 3

•2H2NCONHNO2 • 7.12 34 3.81 29 2.67 9 1.861 3 1.475 5

О.5Н2О 6.87 12 3.78 29 2.63 8 1.845 8 1.447 4

6.13 91 3.55 34 2.59 29 1.792 13 1.439 4

5.66 4 3.44 56 2.50 10 1.759 9 1.431 3

5.33 9 3.37 7 2.44 7 1.729 8 1.411 5

5.14 7 3.29 21 2.41 7 1.696 8 1.396 4

5.08 7 3.25 8 2.35 41 1.658 7 1.356 5

4.8б 6 3.16 66 2.26 21 1.612 3 1.340 3

4.бб 54 3.ll lOO 2.20 21 1.599 3 1.304 3

4.52 6 3.04 69 2.16 12 1.586 6 1.295 3

14.22 3 4.32 3 2.65 3 1.936 7 1.555 3

13.35 3 4.10 19 2.61 2 1.897 3 1.542 3

11.42 3 3.9O lOO 2.55 8 1.881 4 1.513 3

9.19 2 3.71 28 2.48 34 1.852 2 1.496 2

8.61 3 3.52 27 2.42 6 1.816 11 1.467 2

7.88 2 3.39 13 2.39 14 1.779 5 1.435 2

6.90 9 3.32 5 2.33 10 1.766 3 1.409 3

6.63 5 3.22 5 2.28 3 1.747 3 1.403 2

Mg(N03)2- 5.99 25 3.11 20 2.26 3 1.741 3 1.388 2

•4H2NCONHNO2H2O 5.68 3 3.07 33 2.24 6 1.726 3 1.384 2

5.55 3 2.99 48 2.19 11 1.699 3 1.354 3

5.19 8 2.91 3 2.14 11 1.690 3 1.337 3

4.97 6 2.89 3 2.07 5 1.683 4 1.335 5

l 2 3 4 5 6 Т 8 9 lO

4.86 2 2.83 5 2.05 7 1.648 10 1.308 2

4.71 2 2.77 16 2.03 2 1.631 5 1.283 2

4.56 16 2.72 5 2.00 6 1.626 5

4.47 4 2.69 7 1.967 10 1.574 3

16.32 5 4.00 37 2.57 7 2.02 4 1.558 4

15.73 5 3.90 12 2.54 12 1.992 3 1.541 3

15.09 5 3.82 32 2.50 7 1.943 6 1.536 3

10.75 4 3.73 4 2.45 7 1.905 10 1.526 4

10.25 3 3.63 8 2.42 20 1.883 5 1.520 4

9.26 4 3.61 9 2.40 6 1.861 7 1.515 4

8.96 6 3.52 56 2.35 8 1.847 4 1.507 3

7.88 5 3.49 92 2.33 12 1.812 7 1.484 4

7.01 53 3.2Т lOO 2.30 14 1.760 4 1.463 3

Mg(N03)2- 6.42 4 3.22 54 2.39 4 1.747 8 1.452 4

•2NC5H4CONH21.5H2O 5.99 80 3.13 10 2.23 5 1.729 7 1.441 3

5.87 5 3.07 9 2.20 9 1.705 4 1.436 4

5.47 4 3.05 6 2.18 10 1.687 4 1.419 4

5.20 4 2.95 12 2.15 10 1.654 4 1.415 3

5.13 3 2.91 15 2.12 9 1.637 4 1.405 3

4.78 16 2.86 4 2.10 4 1.621 3 1.396 3

4.54 13 2.75 13 2.08 5 1.611 4 1.378 3

4.47 9 2.71 5 2.06 4 1.600 4 1.361 4

4.26 14 2.67 7 2.05 4 1.591 3 1.357 4

4.07 9 2.59 9 2.04 6 1.566 4 1.344 4

16.32 4 4.24 8 2.60 11 1.936 5 1.510 3

14.99 4 4.14 4 2.57 6 1.923 4 1.498 3

9.93 3 3.99 55 2.55 3 1.900 8 1.487 3

9.58 3 3.89 18 2.50 8 1.861 14 1.475 4

9.19 3 3.81 31 2.46 5 1.854 5 1.465 3

8.82 4 3.70 7 2.42 20 1.835 3 1.449 4

Mg(N03)2-•4NC5H4CONH22.5H2O 8.65 3 3.62 9 2.39 3 1.809 5 1.435 4

8.32 3 3.59 16 2.37 2 1.795 4 1.415 3

8.17 4 3.52 62 2.32 12 1.786 3 1.409 3

7.88 4 3.47 79 2.30 6 1.742 6 1.382 3

7.74 4 3.26 lOO 2.27 6 1.729 3 1.376 3

7.43 3 3.32 14 2.24 3 1.703 3 1.364 3

6.92 17 3.13 8 2.23 3 1.676 3 1.359 3

6.63 3 3.09 5 2.20 7 1.659 3 1.344 3

6.36 3 3.05 3 2.17 6 1.631 3 1.334 3

5.99 76 3.00 3 2.15 4 1.609 2 1.328 3

5.20 3 2.96 11 2.09 3 1.599 3 1.321 3

5.06 4 2.91 4 2.08 3 1.592 2 1.314 2

4.86 3 2.86 4 2.04 4 1.566 3 1.302 3

4.76 5 2.82 2 2.01 3 1.547 3 1.295 3

4.64 5 2.74 10 1.994 3 1.542 3

4.53 15 2.66 9 1.984 3 1.524 3

4.44 7 2.63 4 1.948 4 1.519 3

В ИК-спектре поглощения некоординированной молекулы нитрокарбамида обнаружены частоты при 3437- Vas (NH2), 3352- 2 5 (NH2), 3182- v (NH2), 1704-v (C=O), 1615- 5 (NH2), v (CO), 1530 - Vas (NO2), 1466-v (CN), 1340- Vs (NO2), 1108- p (NH2), 1027- Vs (CN), 785- 5 (NH2), 543- 5 (NCO).

ИК-спектр поглощения свободной молекулы ни-котинамида имеет частоты при 3366- V (NH2), 3159-

25 (NH2)2, 3059- V (CH), 1681- V (CO), 1619- 5 (NH2), 1593- Vk, 1575- Vk, 1486, 1423- Vk, 5 (CCN), 1395- , 1340- V (CH), 5 (CCN), 1202- 5 (CCN), 1154, 1124- V (NH2), 5 (CCC), 1091- 5 (CCN), V (CO), Vk, 1029- Vk, 5 (CCN), 970- V (CC), 829- V (CC), 778, 703- 5(CCN), 5 (CO), 624, 603- 5 (CO), 5 (CNC), 510- 5 (CO), 5(CCC).

Рисунок 1. ИК-спектр поглощения состава - Mg(N03)22H2NCONHNO20.5H20

Рисунок 2. ИК-спектр поглощения состава - Mg(N03)24H2NCONHNO2H20

В ИК-спектре поглощения комплексного соединения Mg(NОз)2•2Н2NСОNHNO2•0.5Н2О обнаружены следующие частоты: 3486, 3429, 3316, 3255, 3064, 2851, 2414, 1661, 1634, 1603, 1569, 1484, 1416, 1352, 1217, 1152, 1057, 1028, 946, 789, 726, 610, 534 и 434 см-1 (рис.1).

В ИК-спектре поглощения комплексного соединения Mg(N0з)2•4Н2NС0NHN02•Н20 наблюдались следующие частоты: 3485, 3431, 3322, 3256, 2840, 1668, 1631, 1606, 1471, 1443, 1411, 1352, 1218, 1152, 1028, 981, 946, 789, 725, 610, 576 и 534 см-1 (рис.2).

В ИК-спектре поглощения комплексного соединения Mg(N0з)2•2NC5H4С0NH2•1.5Н20 обнаружены

следующие частоты: 3530, 3368, 3170, 3059, 2902, 2835, 2784, 1698, 1681, 1620, 1593, 1551, 1423, 1403, 1341, 1202, 1154, 1124, 1029, 829, 703, 662, 626, 601 и 427 см-1 (рис.3).

В ИК-спектре поглощения комплексного соединения Mg(N0з)2•4NC5H4С0NH2•2.5Н20 наблюдались следующие частоты: 3528, 3368, 3168, 3059, 2784, 1699, 1682, 1620, 1593, 1575, 1486, 1423, 1403, 1341, 1203, 1154, 1125, 1029, 936, 829, 780, 703, 661, 645, 625, 603, 512 и 413 см-1 (рис.4).

+000 ЗвОО ЭКЮ 2вОО MOO 2000 1вОО 1вОО 1WO 12SO 1<ЮО вОО всю «Ю

Рисунок 3. ИК-спектры поглощения состава - Mg(N03)22NC5H4C0NH2l.5H20

Сравнение ИК-спектров поглощения свободных молекул нитрокарбамида и их комплексных соединений с нитратом магния показало, что с переходом в координированное положение значения некоторых частот амидов значительно изменяются. В комплексных соединениях составов Mg(N0з)2 •2H2NСONHNO2 -0.5^0, Mg(N0з)2 •4H2NСONHNO2 Н2О частоты преимущественного валентного колебания связи С=0 проявляли при 1726 см-1 , соответственно. В то время как частоты валентных колебаний связи C-N амидного фрагмента обнаружены при 1484 и 1471 см-1. Указан-

ные изменения свидетельствуют о координации молекул нитрокарбамида через атом кислорода карбонильной группы. В ИК-спектрах поглощения комплексных соединений составов

Mg(N03)2 2NC5H4CONH2 • 1. 5Н2О и

Mg(N03)2 4NC5H4CONH2 • 2.5Н2О частота кольца Vk при 1486 см-1 в случаях комплексов понижена на 65 и 88 cм"1, соответственно. Указанные изменения могут быть свидетельством координации никотинамида с ионом магния через гетероатом азота пиридинового кольца. Молекулы воды удерживаются за счет наличия водородных связей.

Список литературы:

1. Азизов Т.А. Азизжонов Х.М., Сулейманова Г.Г., Азизов О.Т и др. Смешанноамидные комплексные соединения некоторых карбоксилатов металлов // Химическая технология. Тез. Докл. Международной конференции по химической технологии. - Москва. -2007. - С. 220-221.

2. Климова В.А. Основы микрометода анализа органических соединений. -М.: Химия, 1967. -19с.

3. Ковба П.М., Трунов В.К. Рентгенофазовый анализ. -М.: МГУ, 1976.-232 с.

4. Лукачина В.В. Лиганд-лигандное взаимодействия и устойчивость разнолигандных комплексов. -Киев: Нау-кова Думка, 1988. -181 с.

5. Мелдебекова С.У., Азизов Т.А. Псевдоамидные комплексные соединения ацетата никеля (II) // Узбекский химический журнал. -Ташкент. -2002. -№5. -С. 23-28.

6. Пришибл П. Комплексоны в химическим анализе. -М.: ИЛ, 1960. -С. 175-304.

7. Прямой синтез координационных соединений. Под ред. акад. НАН Украины Скопенко В.В. -Киев: Вент, 1997. -175 с.