CC BY
0СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗНОЛИГАНДНЫХ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ КОБАЛЬТА(П) С ГЛИЦИНОМ, ГЛУТАМИНОВОЙ И
ЛИМОННОЙ КИСЛОТАМИ Кулиев А.Д.
Кулиев Асаф Джалал оглы - Кандидат химических наук, доцент Азербайджанский государственный педагогический университет, г. Баку, Азербайджанская Республика
Аннотация: в статье даются результаты исследования взаимодействия кобальта(П) с биологически активными веществами, какими являются глицин, глутаминовая и лимонная кислоты. Исследование показало, что в зависимости от соотношения исходных компонентов и значении рН, ион кобальта(П) с аминокислотами и лимонной кислотой образует разнолигандные комплексные соединения следующего состава:
К[Со(С2И4Ы02) СбИ(07]2Н2О; К2[Со(С2ЩЫ02) СбНзО?]^^; К[Со(С5Н8М04) СНб07]2Н0; К3[Со(СН7Ш4)СНз07]2Н2Р.
Комплексные соединения подвергались ИК-спектроскопическим и дериватографическим исследованиям. По полученным данным установлены типы координации лигандов ионом кобальта(П) и термическая устойчивость полученных соединений.
Ключевые слова: координация, внутрикомплексные соединения, аминокислоты, лимонная кислота.
В настоящее время комплексные соединения d- и элементов с неорганическими и органическими веществами, имеющие в своем составе различные функциональные группы, такие как - МИ2, OH-,-COOH и др. успешно применяются в промышленности, медицине, химии и химической технологии и в других областях народного хозяйства.
Разнолигандные комплексные соединения металлов с биологически активными веществами, какими являются а- аминокислоты и гидроксикислоты, представляют значительный интерес.
В литературе имеются работы, в которых описаны методика синтеза и исследование свойств разнолигандных комплексных соединений некоторых металлов, содержащие анионы а- аминокислот, виной кислоты и 8- оксихинолина [1, 2].
Авторами работ [3] методом потенциометрического титрования изучены комплексообразования кобальта (II) с а- аминокислотами и лимонной кислоты. В работе [4] исследовано комплексообразование ртути с а-амино-кислотами, лимонной и винной кислот в водных растворах.
Однако разнолигандные соединения кобальта (II) с глицином, глутаминовой и лимонной кислотами не исследованы. В представленной работе разработаны методика синтеза разнолигандных комплексных соединений кобальта (II) с указанными лигандами.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
В работе исходными веществами служили глицин (НФ1у) H2NCH2COOH C2H5NO2, глутаминовая кислота (Н2Glu) H2NCHRCOOH(R= CH2CH2COOH) или C5H9NO4 производства фирмы «Renal» (Венгрия), лимонная кислота (Ск) CзH4OH(COOH)з или C6H8O7 марки «ч.д.а.», CoQ2.6H2O, гидроксид калия марки «х.ч».
Состав полученных соединений установлен методом элементного анализа. ИК-спектры соединений, диспергированных в таблетки с КВг, записывали на спектрофотометре М-80 в области 500-4000 см-1. Термическую устойчивость и процесс разложения комплексов кобальта (II) изучали при помощи дериватографа G-1500Д. Дериватограммы сняты при умеренном доступе воздуха к образцам и использованием навески 92 мг, чувствительность весовой системы 100 мг. Нагрев образца в интервале 20-1000 0С осуществляли со скоростью 10 град/мин. Конечные продукты разложения исследовали методами химического и рентгенфазового анализа.
Измерения рН растворов производили на р^метре марки ЛПМ-60М со стеклянным электродом. Необходимые значения рН среды достигались добавлением эквимолярного количества раствора КО^ Для обеспечения полного растворения исходных компонентов и ускорения выделения из раствора комплекса, как растворитель применяли водно -спиртовый раствор (50%, 50%)
Аминокислоты и лимонная кислота, в зависимости от значения pH в растворе, соответственно их строению, отщепляя ионы водорода, могут образовывать анионы разного состава. Для глицина характерен однозарядный анион СгИ^О^. Двухосновная глутаминовая кислота может образовывать два вида аниона состава С5ЩМО4- С^^О42-. Трехосновная лимонная кислота, которая является представителем гидроксикислот, может находится в виде трех анионов состава СИ^О/, С&И^О^-, Сб^О73-.
Аминокислоты и лимонная кислота, находясь в растворах в виде анионов, в соответствии их строению могут образовывать с ионами металлов комплексные соединения различного состава.
Комплексное соединение состава К [Со(С2Н4МО2)С6Н6О7]2Н2О получено по следующей методике. Из исходных компонентов, взятых количеством вещества в мольном соотношении 0,01: 0,01 : 0,01, отдельно приготовили концентрированные растворы. Сначала смешивали растворы кислот и в полученную смесь прибавили 0,03 моль раствора KOH. pH раствора при этом составила 6,26. К раствору кислот прибавили раствор хлорида кобальта (II). Полученный раствор коричневого цвета перемешивали на магнитной мешалке и упаривали до половины исходного объема.
Концентрированный раствор охлаждали до комнатной температуры и оставили для кристаллизации в эксикаторе над безводной хлоридом кальция. В течение трех суток из раствора выпали мелкие коричневые кристаллы вещества. Кристаллы промывали этиловым спиртом и высушивали сначала на открытом воздухе, а затем в сушильном шкафу при температуре 35-400 С до постоянной массы и анализировали. Результаты элементного анализа приведены в таблице 1.
Синтез разнолигандных комплексных соединений следующего состава К2[Co(C2H4NO2) CбH507]•3H20 (2), К[Co(C5H8NO4)CбHбO7]•2H2О (3), Кэ[Со( C5H7N04)CбH507]•2H20 (4) осуществили по методике получения первого соединения. Синтез этих комплексов отличался только тем, что в случае второго соединения опыт проводился при pH = 7,14, третьего соединения при pH = 6,15, четвертого соединения при значении pH = 7,22. Результаты элементного анализа этих комплексов приведены в таблице 1.
Таблица 1. Результаты элементного анализа разнолигандных комплексов кобальта (II) с глицином, глутаминовой и
лимонной кислотами.
Комплекс Со С N Н
К[Со(С2Ш:Ш2) СбНб07 ]-2НЮ 14,81* 24,13 3,52 3,52
14,38 23,74 3,10 3, 21
К2[С0(С2ШМ02) С6Н5О7] • 3Н2О 12,98 21,15 3,08 3,30
12,36 20,68 2,79 2,72
К[Со(С5Н8Ы04) СбНб07]2Н20 12,54 28,09 2,98 3,83
12,14 27,77 2,34 3,33
Кз[Со( С5Н7Ш4)СбН507]-2Н20 11.00 24,63 2,61 2,99
10,42 23,72 2,11 2,39
* Числитель - вычислено, %; знаменатель - найдено, %.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Исследование взаимодействия хлорида кобальта (II) с глицином, глутаминовой и лимонной кислотами показало, что в слабокислой и слабощелочной среде образуются разнолигандные внутрикомплексные соединения кобальта (II), содержащие анионы а-аминокислот и лимонной кислоты.
Для определения характера координации анионов а-аминокислот и лимонной кислоты ИК- спектры соединений интерпретировали по сравнению их со спектрами свободных лигандов и литературных данных [5]. Результаты анализа показали, что ИК-спектры соединений имеют весьма сложный характер. Поэтому мы ограничились определением частоты колебаний, характерные для координированных функциональных групп МН2, CCN, OCO. Данные ИК-спектров (таблица 2) показали, что полосы поглощения и8(ССМ), иа8(ССМ), и8(ОСО), иа8(ОСО) смещены в низкочастотную область спектра. Эти данные свидетельствуют о координации лигандов ионом кобальта (II).
Для синтезированных разнолигандных комплексов кобальта (II) общим является наличие в их спектрах следующих максимумов основных полос поглощения (см-1);
и(М-М) -520-535; и8(ССМ) - 900 - 940; иа8(ССМ) - 1125 - 1145; и8(ОСО) - 1360 - 1400; иа8(ОСО) - 1600 - 1635; иМЩ - 3120 - 3040
Таблица 2. Волновые числа (см-1) максимумов основных полос поглощения в ИК - спектрах разнолигандных комплексов кобальта (II) с глицином, глутаминовой и лимонной кислотами состава К[Со(СН4М02) СбИбО?]-2Н2О (1), Кз[Со(СН4М02) СбН0?]-3НЮ (2), К[Со(СзН8Ы04) СН0?]-2НЮ (3), ЩСо(С5Нт4)СН507]-2Н2О (4).
1 2 3 4 Группы
3400 3380 3385 3400 с(Н20)
3120 3115 3100 3100 сСМН), С(МН2)
3030 3020 3040 3025 сСМН), С(МН2)
1600 1620 1620 1625 (ОСО)
1410 1390 1420 1400 & (ОСО)
1330 1325 1300 1325 ш (ОН)
1130 1120 1130 1140 (ССМ)
1040 1030 1025 1045 5СМН2)
920 925 930 935 № (ССМ)
830 835 840 850 S(NH2) + S(COO)
650 665 660 670 S(OCO)
530 525 535 520 u(Co- N)
Сопоставление спектральных данных разнолигандных соединений кобальта (II) дает возможность предположить, что в координации аминокислот принимают участие амино- и карбоксильные группы. Координация анионов лимонной кислоты осуществляется атомами кислорода карбоксильных групп.
Сравнительный анализ дериватограмм комплексов кобальта (II) показал, их термолиз протекает однотипно. В таблице 3 даются основные данные процесса термического разложения соединений состава:
К2[Co(C2H4NO2) СбВ5О7]-3Н2О (2), Кз[Со( C5H7N04)C6H507]•2H20 (4)
На кривой ДТА первого соединения в интервале температур 40-125 происходит удаление внешнесферной воды (таблица 3). Потеря массы при этом составляет 11,25 %, что соответствует трем молекулам воды (вычислено 11,90 %) На кривой ДТА второго соединения наблюдаемый эндотермический эффект в интервале температур 40-155 обусловлен удалением двух молекул кристаллизационной воды, потеря массы которого составляет 6,22 % (вычислено 6,72 %).
Таблица 3. Основные термогравиметрические данные процесса термического разложения комплексов кобальта (II)
с глицином, глутаминовой и лимонной кислотами.
K2[Co(C2H4NO2) СбН507]-3Ш0 Кз[Со( C5H7N04)C6H07]-2H20
Интервал температур,0С Потеря массы, % Интервал температур,0С Потеря массы, %
20-40 0 20-40 0
40-125 11,25 40-155 6,22
125-245 11,50 155-245 14,30
245-320 9,60 245-375 8,40
320-425 6,30 375-475 6,35
425-530 28,70 475-560 26,30
Как показано в таблице при дальнейшем нагревании обезвоженные продукты комплексов подвергаются термическому разложению. Идут процессы термической диссоциации органической части комплексов, окисление летучих продуктов диссоциации, выгорание основной массы органической части вещества термическими превращениями и формированием конечного продукта термолиза. Конечным продуктом термического разложения комплексов является C02O3.
Список литературы
1. Кулиев А.Д. Разнолигандные комплексные соединения празеодима с глицином, метионином и винной кислотой // Ж.неорг.химии. Москва 2009, т. 54, №12, с. 2009-2012. // Russian journal of chemistru 2009, Vol. 54, № 12, pp. 1927 -1930.
2. Кулиев А.Д. Синтез и исследование разнолигандных внутрикомплексных соединений меди (II) с глицином, метионином и 8- оксихинолином // Научный журнал «интернаука» -№ 30(300), 2023. с. 58-60. г. Москва.
3. Кулиев А.Д., Гаджиева .ЕГ.Потенциометрическое исследование разнолигандных комплексных соединений кобальта (II) с глицином, глутаминовой и лимонной кислотами // Известия АГПУ. Серия естественных наук. Баку, 2011, №5, с. 53-56.
4. Корнев В.И., Кардапольцев А.А., Кардапольцев А.А. Смешаннолигандные соединения ртути (II) аспарагиновой, винной и лимонной кислотами. // Координационная химия. Москва, 2008, т. 34, № 12, с. 908-912.
5. Накамото К. Инфракрасные спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. // Москва, «Мир», 1991. с. 252, 259.
