CC BY
10
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
DOI - 10.32743/UniChem.2023.111.9.15852
СИНТЕЗ КОМПЛЕКСНОГО СОЕДИНЕНИЯ ИОНА ZN (II) С ОРТОФЕНИЛЕНДИАМИНОМ И ДИНАТРИЕВОЙ СОЛЬЮ НАФТАЛИН-1,5-ДИСУЛЬФОКИСЛОТЫ
Cуюнов Джаббор Рузибаевич
докторант,
Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: jabbor. suyunov@bk. ru
Тураев Хайит Худайназарович
д-р хим. наук, проф., Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез
Ашуров Джамшид Менгнарович
д-р хим. наук, проф., Института биоорганической химии АН Узбекистана, Республика Узбекистан, г. Ташкент
SYNTHESIS OF A COMPLEX COMPOUND OF THE ZN(II) ION WITH ORTHOPHENYLENEDIAMINE AND NAPHTHALENE-1,5-DISULFONIC ACID DISODIUM SALT
Jabbor Suyunov
Doctoral student, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez
Hayit Turaev
Doctor of chemical sciences, professor, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez
Ashurov Djamshid
Doctor of chemical sciences, professor, Institute of Bioorganic Chemistry, Academy of Sciences of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В этом исследовании синтезирован новый металлический комплекс с составом [(C12H20N4O2Zn)2+^(C^H6O6S2)2-•H2O] с помощью взаимодействия иона Zn (II) с ди натриевой соли нафталин-1,5-дисульфокислоты, а также с ортофенилендиамином. При изучении состава, молекулярных и кристаллических структур синтезированного металлического комплекса с помощью рентгеноструктурного анализа (РТТ) было установлено, что они имеют молекулярную массу 607,96, моноклинную сингонию, пространственную форму Р-21. На основе рентгеноструктурного анализа были установлены структура синтезированного комплекса, кристаллографические данные, геометрия водородных связей в кристаллической системе, их расположение по осям a, б и с, изучены параметры эквивалентного изотропного сдвига. При проведение анализа по методу Хиршфельда, было обнаружено, что основную часть эффектов составляют связи H.. .H 52,3(%), H.. .O/O.. .H (22,2%).
ABSTRACT
In this study, a new metal complex with the composition [(C12H20N4O2Zn)2+^(C^H6O6S2)2-^H2O] was synthesized as a result of the reaction of Zn(II) ion with the disodium salt of naphthalene-1,5-disulfonic acid, as well as with ortho-phenylenediamine. When studying the composition, molecular and crystal structures of the synthesized metal complex
Библиографическое описание: Суюнов Ж.Р., Тураев Х.Х., Ашуров Ж.М. СИНТЕЗ КОМПЛЕКСНОГО СОЕДИНЕНИЯ ИОНА ZN (II) С ОРТОФЕНИЛЕНДИАМИНОМ И ДИНАТРИЕВОЙ СОЛЬЮ НАФТАЛИН -1,5-ДИСУЛЬФОКИСЛОТЫ // Universum: химия и биология : электрон. научн. журн. 2023. 9(111). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/15852
using X-ray diffraction analysis (RTT), it was found that they have a molecular weight of 607.96, a monoclinic system and a spatial form of P-21. Based on X-ray diffraction analysis, the structure of the synthesized complex, crystallographic data, geometry of hydrogen bonds in the crystal system, their location along the a, b, c axes, equivalent parameters were determined. isotropic displacement was studied. When analyzing by the Hirshfeld method, it was found that H...H 52.3(%), H...O/O...H (22.2%) bind the main part of effects.
Ключевые слова: дистиллированная вода, этанол, динатриевая соль нафталин-1,5-дисульфокислоты, ортофенилендиамин, Ион цинка (II).
Keywords: distilled water, ethanol, naphthalene-1,5-disulfonic acid disodium salt, orthophenylenediamine, zinc (II) ion.
Изучены супрамолекулярный синтез, структура и свойства ионов 7п (II) и Cd (II) на основе динатриевая соль нафталин-1,5-дисульфокислоты и лигандов 1,10-фенантролина [1]. В результате взаимодействия динатриевой соли нафталин-1,5-дисульфокислоты с ортофенилендиамином и этилендиамином впервые были синтезированы следующие комплексы: [СмН22Си^0б82]п и [(С2Н1бК2№04)2+-(С1оНб0б$2)2--2Н20], в которых централные ионами являются Си II и № II. Состав, молекулярные и кристаллические структуры, пространственные формы, эффекты и свойства связей Н-Н синтезируемых комплексов металлов определялись с помощью рентгеноструктурного анализа (РТТ). В этих комплексах впервые выполнили анализ поверхности кристалла по методу Хиршфельда и сделаны расчеты ДФТ [2-3]. В данной работе изучен синтез и свойства комплекса составом Сl2Hl8N607S4Zn, образованного ионом цинка (II) с нафталин-1,5-дисульфокислотой и тиосемикарбазидом. По результатом рентгеноструктурных анализов установлено что, кристалл имеет триклинную пространственную структуру, молекулярная масса составит 551,92 [4].
Комплексы металлов считаются несколько более активными, чем свободные лиганды. Синтезированы и изучены свойства комплексов металлов, обладающих свойством биологической активности, содержащих нафталиновое кольцо, гомо- и гетерогенные производные, а также, несколько ионов цинка (II). Известно, что в настоящее время комплексы металлов и их производные, хранящиеся в нафталиновом кольце, широко используются в сельском хозяйстве для синтеза стимуляторов, ускоряющих рост и развитие растений [5-6].
Органические лиганды, содержащие два или более донорных центров, имеют большое значение в образовании комплекса, которые образуют стабильные комплексы, образуя кольцо с центральным атомом. Образование пятичленного и шестичленного кольца в присутствии атомов металла в координации с центральным атомом повышает стабильность комплекса [7-8].
Лиганд о-фенилендиамина был изучен как связующее, образующее хелатное кольцо для многих катионов металлов. Создание сорбентов ионов металлов на основе таких органических лигандов считается экономически и практически эффективным [9-10].
Экспериментальная часть. Для синтеза комплекса, составом [(С12Н2о^02/п)2+-(СюНб0б82)2-Н2О], применены растворы компонентов 7п(СНэС00)2+СюНбШ20б82+ СбН^ в воде и этаноле в соотношении 1:1:2 моль смешивали между собой. Затем его нагревали и перемешивали с помощью магнитного миксера при температуре 50-60°С в течение 30 минут. Полученную гомогенную смесь оставляли медленно испаряться при комнатной температуре. В результате через 12 дней на стенках сосуда образовались бесцветные кристаллы, которые, пригодны для рентгеноструктурного анализа, их отделяли под микроскопом и промывали несколько раз в этаноле. При исследовании образующихся кристаллов с помощью рентгеноструктурного анализа (ЯТТ) было показано, что это бесцветный монокристалл с составом [(С12Н2о^02/п)2+-(СюНб0б82)2--Н2О]. Уравнение реакции синтеза выглядит следующим образом:
О- NaH
0=S=0
Zn(CH3COO)2 2NaCH,COO
h2n nh2
H / \
H9N NH9
2+
Рисунок 1. Уравнение реакции синтеза комплекса (Cl2H20N4O2Zn)2+(Cl0H6O6S2)2-H2O]
Рисунок 2. Кристаллографические данные соединения (СnH2oN4O2Zn)2+•(CwH6O6S2)2-•H2О]
Таблица 1.
Расположение водородных связей в кристаллической структуре комплексного соединения, составом [(Сl2H2oN4O2Zn)2+•(CloH6O6S2)2-•H2О]
D-H•••A D-H, А Н—А, А Б—А, А БНА, угол
01—ША-Ю2 0.8600 2.1000 2.869(4) 148.00
01—Н1АЮ2 0.8600 2.5200 3.287(4) 149.00
01—ШБЮ4 0.8600 2.3300 2.991(4) 134.00
N1—Н1СЮ3 0.8900 2.2000 3.080(4) 171.00
Ш—НтЮ3 0.8900 2.5000 3.307(4) 151.00
N1—НШЮ5 0.8900 1.5400 1.923(3) 101.00
N2—Н2АЮ2 0.8900 2.0400 2.886(4) 158.00
Ш—ШБЮ4 0.8900 2.0500 2.924(4) 166.00
С2—Ш^5 0.9300 2.2100 2.732(4) 114.00
С7—Н7^3 0.9300 2.4200 2.838(5) 107.00
С10—Ш0Ю2 0.9300 2.5600 3.105(5) 118.00
Коды симметрии: #2-x,1-y,1-z #x,-
1+у^ #2-кД-у,1^ #2-^2-уД^ #x,1+y,z #3/2-x,1/2+y,1/2-z #1/2+^1/2^,1^ #3/2-x,1/2+y,3/2-z #3/2-x,1/2+y,3/2-z #1/2+x,3/2-y,1/2+z
Рисунок 3. Расположение составного комплексного соединения [(СnH2oN4O2Zn)2+•(CwH6O6S2)2-•H2О]
по осям а, б и с
Согласно результатам РТТ, в кристалле молекулы взаимодействуют водородные связи типа N-№"0, 8-0мгН, а также взаимодействиями типа НмгН.
Рисунок 4. [(С12И20М4О21п)2+ (С10НбОбБ2)2- Н2О]расположение молекулы комплексного соединения (Водородные связи показаны пунктирными линиями)
Таблица 2.
S2 - Конечные координаты и эквивалентное изотропное смещение для параметров атомов без водорода:
R = 0,05
Атом X Y Z U(eq) [Ang2]
гп1 1 ^ ^ о.о455(3)
8оо2 о.69651(7) о.13218(12) о.39983(7) о.о435(3)
01 о.82о1(2) о.5335(4) о.374о(2) о.о529(9)
N1 о.9893(2) о.7641(4) о.5386(2) о.о397(9)
N2 о.9331(2) о.4634(4) о.6177(2) о.о389(8)
С1 о.945о(2) о.7753(4) о.6224(3) о.о369(9)
02 о.7387(2) о.2719(4) о.4766(2) о.о581(9)
С2 о.931о(3) о.9339(5) о.6642(3) о.о482(11)
С3 о.8841(3) о.9422(6) о.74о5(3) о.о565(12)
03 о.787о(2) о.о3о3(4) о.39о1(3) о.о681(11)
С4 о.8511(3) о.7936(6) о.7761(3) о.о521(13)
04 о.6185(3) о.1955(4) о.2973(2) о.о641(1о)
С5 о.8675(3) о.6346(5) о.7368(3) о.о43о(1о)
С6 о.9141(2) о.6257(4) о.6594(3) о.о342(9)
05 1 1 ^ о.о46(5)
С7 о.651о(3) -о.176о(5) о.4672(3) о.о423(1о)
С8 о.6191(2) -о.оо67(4) о.4514(3) о.о348(9)
С9 о.5275(2) о.о583(4) о.4775(2) о.о319(8)
С1о о.49оо(3) о.2317(4) о.4594(3) о.о383(9)
С11 о.4о42(3) о.2887(4) о.4869(3) о.о433(1о)
Анализ поверхности Хиршфельда был проведен с целью визуализации межмолекулярных взаимодействий в комплексе [(Сl2H2оN402Zn)2+•(ClоH606S2)2-Н2О]. Отображение поверхности Хиршфельда по
ёпогш показало наличие ожидаемых бледно-красных пятен возле атомов 01-Н1А...03 уа 01-Н1В...02. Они, с другой стороны, описывают водородные связи Н-0.. .Н. упомянутые выше.
Рисунок 5. Трехмерная поверхность Хиршфельда, нанесенная на карту по dnorm в диапазоне от -0,6866 до 1,2878 в комплексе [(СпH2oN4O2Zn)2+•(CwH6O6S2)2-•H2О]
Для дальнейшего исследования межмолекулярных взаимодействий, присутствующих в указанном соединений, был проведен анализ поверхности по методу Хиршфельда [11], и с помощью CrystalExplorer17 были созданы двумерные графики отпечатков пальцев [12].
Область отпечатка пальца (рис.5) показывает, что поверхностные эффекты взаимодействий H•••H являются наиболее распространенными и ожидаемыми для молекул, в которых атомы кислорода доминируют . Также H...H, и H...OЮ...H эффекты более заметны, чем связи N.. ЮЮ..
Рисунок 6. Полная двумерная область отпечатков комплекса [(СnH2oN4O2Zn)2+•(CwH6O6S2)2-•H2О]
Здесь значения Ш и ёе- расстоянии (А) от данной точки к расположенные на ближайшем внутреннем и внешнем на поверхности Хиршфельда.
- 1 znciui —1
r r f J ik
■ 1 l/l S 1 1 ы \ 2 |f 3 <4
: A I •11 ii * 1 - i r-£ I 'HI
- щ s Í ÜH
- H ■ i IBI П V 1 n m А г * я ф if « p
- 1 1 X 1 1 1 1 1 1111 III! lllli г 1111 a
4000 J500 iiW ¿500 JWO 1750 1»0 U50 KW 750
(ml
Рисунок 7. ИК-спектральный анализ водного раствора комплекса [(Ci2H2oN4O2Zn)2+*(CioH6O6S2)2~H2Q]
Анализ ИК - спектра лиганда и комплекса показал, что в образовании комплекса наблюдаются значительные изменения. Например, широкая полоса поглощения комплексного ИК - спектра средней интенсивности наблюдалась в диапазоне 2800-3500 см-1. Это указывает на то, в молекуле комплекса образуют сильную межмолекулярную Н-связь. В молекуле лиганда, линии поглощения ОН-группы расположены в гораздо более коротких интервалах (3000-3500 см-1). Кроме того, линия поглощения, характерная для колебаний нафталинового кольца (в плоскости кольца), наблюдалась в области 786,96 см-1, в то время как частоты валентных колебаний, характерные для связи Me-O, наблюдались в области 661,58 см-1.
Заключение. В результате проведенных исследований на основе Zn(CHзCOO)2+CloH6Na2O6S2+C6H8N2 синтезировано комплексное соединение с составом [(Сl2H2oN4O2Zn)2+•(CloH6O6S2)2-•H2О]. С помощью рентгеноструктурного анализа ^ТТ) и методом Хиршфельда определена структура синтезированного комплекса с использованием кристаллографических данных, геометрии водородных связей в кристаллической системе, расположения по осям а, б и с, эквивалентных параметров изотропного сдвига.
Список литературы:
1. Zhu Y., Shao S., Ma K., Zhao H., & Qiu Y. Syntheses, structures, and photoluminescence properties of Zn (II)/Cd (II) supramolecular architectures based on 1,5-naphthalenedisulfonate and 1,10-phenanthroline ligands. Monatshefte Fur Chemie-Chemical Monthly, 2013. 144 (10), 1507-1512. (https://doi.org/10. 1007/s00706-013-1037-0).
2. Suyunov J.R., Turayev X.X., Ashurov J.M., Jalilov A.T., Ni (II) ning naftalin-1,5-disulfokislota bilan aralash ligandli metallokomplekslari sintezi. O'zbekiston Milliy Universiteti xabarlari, 2023, [3/1] ISSN 2181-7324 www.uzmuxabarlari.uz
3. Suyunov J.R., Turayev X.X., Ashurov J.M., Kasimov Sh.A., Cu (II) va naftalindisulfokislota asosida aralash ligandli metallokomplekslar sintezi Scientific Bulletin of NamSU-Научный вестник НамГУ-NamDU ilmiy axborotnomasi-2023-yil_5-son ISSN 2181-0427 journal.namdu.uz
4. Koksharova T.V., Sergienko V.S., Polyakova I.N., Skakun T.S., & Surazhskaya M.D. Synthesis, Crystal, and Molecular Structure of Bis (thiosemicarbazide) zinc (II) 1,5-Naphthalenedisulfonate Monohydrate [Zn (Tsc)2] (1,5-Nds) H2O. Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2018. 63(7), 887-893. (https://doi.org/10.1134/S0036023618070100).
5. Jin S., Xu K., Wen X., Jin L., & Wang D. Crystal and Molecular Structures of Three Salts from Aliphatic Amines (2,4-Dichlorophenoxy)-acetic acid, 4-Nitrophthalic Acid, and 1,5-Naphthalenedisulfonic Acid. Journal of Chemical Crystallography, 2015. 45 (10-12), 495-503. (https://doi.org/10.1007/s10870-015-0619-6).
6. Wenping ZhaoYu JinWen Zhang"Phase transitions in two organic salts based on 1,5-naphthalenedisulfonate, "Science China Chemistry", "59","1","10.1007/s 11426-015-5442-6","2016", "http://link.springercom/article/ 10.1007/s11426-015-5442-6"
7. Lawrance G.A. 2010. Introduction to Coordination Chemistry. doi:10.1002/9780470687123.
8. Omar N., Firouz Y., Monem, M.A., Samba A., Gualous H., Coosemans T., Van Mierlo, J. Analysis of Nickel-Based Battery Technologies for Hybrid and Electric Vehicles. 2014. Reference Module in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering.doi:10.1016/b978-0-12-409547-2.10740-1.
9. Ma K.-R., Shi J., Zhang D.-J., & Xu J.-N. A new acid-base indicator containing complex: Hydrothermal synthesis, crystal structure and properties of [Cd(en)2(H2O)2] (MO)2. Journal of Molecular Structure, 2012. 1013, 138-142. doi: 10.1016/j.molstruc.2012.01.022.
10. Anabel González Guillén, Marcin Oszajca, Katarzyna Luberda-Dumas, Marlena Gryl, Stanislaw Bartkiewicz, An-drzej Miniewicz, and Wieslaw Lasocha. Synthesis, Characterization, and Optical Properties of Organic -Inorganic Hybrid Layered Materials: A Solvent-Free Ligand-Controlled Dimensionality Approach Based on Metal Sulfates and Aromatic Diamines. Cryst. Growth Des.2018, 18, 9, 5029-5037.
11. Spackman M.A. & Byrom P.G. (1997). Chem. Phys. Lett. 267, 215-220.
12. Spackman P.R., Turner M.J., McKinnon J.J., Wolff S.K., Grimwood D.J., Jayatilaka D. & Spackman M.A. (2021). J. Appl. Cryst. 54, 1006-1011.
