CC BY
19
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
СТРОЕНИЕ КОМПЛЕКСНОГО СОЕДИНЕНИЯ ИОДИДА МАГНИЯ С ГЕКСАМЕТИЛЕНТЕТРАМИНОМ Жапиева Б.Н.1, Туленбаева М.А.2, Алтыбаева Д.Т.3 Email: [email protected]
'Жапиева Барно Набиевна — магистрант; 2ТуленбаеваМавлюда Абдыганиевна — кандидат химических наук, доцент; 3Алтыбаева Дилбар Тойчиевна — доктор химических наук, профессор, кафедра естественнонаучных дисциплин, медицинский факультет,
Ошский государственный университет, г. Ош, Кыргызская Республика
Аннотация: изучены ИК-спектры поглощения и проведено термографическое исследование комплексного соединения иодида магния с гексаметилентетрамином [MgI?2(CH2)6N48H2P]. Определены способы координации молекул гексаметилентетрамина и воды к центральному атому комплексообразователю. В результате экспериментального исследования ИК-спектров и термограммы исследуемого соединения можно заключить, что в комплексе [MgI22(CH2)6N48H2P] молекулы воды связаны с центральным атомом металла координационной связью и водородной связью с гексаметилентетрамином. Ключевые слова: комплексное соединение, лиганд, гексаметилентетрамин, иодид магния, термическая устойчивость, термоэффекты, ИК-спектры.
STRUCTURE OF THE COMPLEX COMPOUND OF MAGNESIUMIODIDE WITH HEXAMETHYLENETETRAMINE Japieva B. N.1, Tulenbaeva MA.2, Altybaeva D.^3
'Japieva Barno Nabievna — undergraduate;
2Tulenbaeva Mavluda Abdyganievna - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor; 3Altybaeva Dilbar Toychievna - Doctor of Chemical Sciences, professor, NATURAL SCIENCES PF MEDICAL FACULTY, PSHSTATE UNIVERSITY, PSH, REPUBLIC PFKYRGYZSTAN
Abstract: the infrared absorption spectra and conducted thermographic study of the complex of the magnesium compound with hexamethylenetetramine [MgI22(CH2)6N48H2P]. Ways of coordination hexamethylenetetramine and water molecules to the central atom. As a result of experimental studies IR - spectra and thermograms of the test compound can be concluded that the complex [MgI?2(CH2)6N48H2P] water molecules are bonded to the central atom of the metal coordination bond and a hydrogen bond with hexamethylenetetramine.
Keywords: complex compound, ligand, hexamethylenetetramine, magnesium iodide, thermal stability, thermal effects, and IR spectra.
УДК: 547.288.541.48
В литературе известен ряд работ [1, 2, 3], посвященных исследованию взаимодействия гексаметилентетрамина с иодидом щелочных металлов. При взаимодействии галогенидов магния с гексаметилентетрамином в спиртовой среде авторы [1] выделили комплексное соединение состава: [2MgX2^5(CH2)6N4^16H2O], где Х - CI-, Br", I-. Исследуя взаимодействие гексаметилентетрамина и галогенидов магния в водных системах методом растворимости при 25°С, автор работы [2] установил образование комплексных соединений состава [MgX2^2(CH2)6N4^10H2O], где Х - CI", Br" и [MgIf2(CH2)6N48H2O]. Ранее нами изучена тройная система, состоящая из иодида магния, гексаметилентетрамина, в водной среде изотермическим методом растворимости при 30°С [4] и синтезировано комплексное соединение [MgI22(CH2)6N48H2O].
В настоящей работе приводятся результаты дальнейшего изучения термической устойчивости и ИК-спектров комплексного соединения магния с гексаметилентетрамином [MgI2-2(CH2)6N4-8H2O]. Эти данные могут дополнить сведения о строении исследуемого соединения и определить способы координации лигандов в комплексном соединении.
Целью работы является установление способа координации лигандов гексаметилентетрамина и воды в координационном соединении иодида магния.
Термогравиметрическое исследование соединения выполнялось на приборе STA 409 PS Luxx от 20°С до 500°С при скорости нагрева 5 град/мин. Изучены термические устойчивости исходных компонентов и комплексного соединения [MgI2-2(CH2)6N4-8H2O], которые приведены в таблице 1, а термограмма комплекса дана на рис. 1, 2.
Таблица 1. Термические эффекты комплексного соединения гексаметилентетрамина с иодидом магния
№ Формула соединения Термоэффекты Выводы
1. (CH2)6N4 282°С Возгонка с незначительным разложением
530°С Окисление оставшегося углерода
2 [MgI2-2(CH2)6N4-8H2O] 93°С Удаление гигровлаги
122°С; 135°С Отцепление шести молекул воды
214°С Разложение комплексного соединения
Исследование термической устойчивости соединений позволило качественно расшифровать термоэффекты:
1. Дериватограмма гексаметилентетрамина (рис. 1) характеризуется двумя эффектами. Первый эндотермический эффект при 282°С соответствует возгонке гексаметилентетрамина, при дальнейшем повышении температуры наблюдается незначительное его разложение. Второй экзотермический эффект при 530°С вероятно обусловлен окислением оствавшегося углерода.
Рис. 1. Дериватограмма гексаметилентетрамина
2. Термограмма [MgI2•2(CH2)6N4•8H2O] (рис. 2) характеризуется наличием эндо- и экзотермических эффектов. При 93°С происходит удаление гигроскопической влаги. При 122°С и 135°С, по- видимому, происходит полиморфное превращение. В дальнейшем повышении температуры происходит дегидратация молекулы воды. Процесс ступенчатой дегидратации непосредственно переходит в реакцию разложения комплексного соединения при 214°С с выделением тепла.
t,Q°
Мд|г*2(СНг)Д*8Н;0 Время.мин.
Рис. 2. Термограмма fiMgl^fCH^N^^O]
ИК-спектры полученных соединений были сняты на спектрофотометре «Nicolet Avatar 370» в области частот 500-4000 см-1 (прессование с бромистым калием).
Основные колебательные частоты (см-1) в ИК-спектрах комплексного соединения иодида марганца с гексаметилентетрамином и их отнесения в область 500-4000 см-1 приведены в таблице 2.
Таблица 2. Основные колебательные частоты (см'1) в ИК-спектрах комплексного соединения иодида марганца с гексаметилентетрамином и их отнесения (область 500 — 4000 см~')
Соединения v(OH) Ô(HOH) Ô(CNH), V7(CN) v 8(CN) v 9(CN) Vio(CN)
(CH2)6N4 1640 сл. 513 с. 672 с. 1060 о.с. 1010 оч.с 1240 о.с.
[Mgl2-2(CH2)6N4-8H2O] 3420 1663 ср; 1650 сл. - - - -
Отличительной особенностью спектра полученного нами соединения [MgI2•2(CH2)6N4•8H2O] (рис. 3) является то, что набор частот соответствующих деформационным S(CNH) и валентным колебанием у(СЫ) каркаса гексаметилентетрамина практически такой же, как и в ИК-спектре исходного кристаллического гексаметилентетрамина.
5 6 7 9 11 13 15 17 19 28 30 32 34 36
Рис. 3. ИК-спектры поглощения соединения [MgI2^2(CH2)6N4^8H2O]
В исследуемом соединении [MgI2•2(CH2)6N4•8H2O] полосы поглощения деформационного колебания воды расщеплены на два пика ЗЩОЩ -1150 см-1 и 1163 см-1. Это свидетельствует о наличии в структуре соединения двух типов кристаллически неравноценных молекул воды, которые координируется центральным атомом магния, а также образуются водородные связи с молекулой гексаметилентетрамина. Полоса при 1150 см-1 соответствует деформационным колебаниям молекул воды З^ОЩ которые связаны с ионом металла координационной связью. А полоса при частоте 1163 см-1 также соответствует деформационному колебанию молекулы воды ЗЩОЩ и указывает на образование водородной связи с
гексаметилентетрамином. Этот вывод хорошо согласуется с результатами термического анализа, из которых следует, что дегидратация соединения происходит в две стадии. Сначала дегидратируются две молекулы воды при 93°С, связанные с атомом азота молекулы гексаметилентетрамина водородной связью. Затем при 122-135°С выделяются шесть молекул воды, координированные магнием. Результаты исследований показывают, что координационное окружение металла магния состоит из шести молекул воды, непосредственно координационно связанных с центральным атомом. Две молекулы воды образуют водородные связи с окружением металла и молекулой гексаметилентетрамина.
Таким образом, по экспериментальному исследованию ИК-спектров и термической устойчивости исследуемого соединения можно заключить, что в комплексе [MgI2-2(CH2)6N4 8H2O] молекулы воды связаны с центральным атомом металла координационной связью и водородной связью с гексаметилентетрамином.
Список литературы / References
1. Schagliarini G., Tartartinic G. The preparation and magnesium halides hexamethylenetetramine in Ethanol // Ftti deua. Academia Nasionale dei Lincei, 1929. V. 10. P. 267.
2. Казыбаев С.А. Взаимодействие хлоридов бериллия, магния, щелочно-земельных металлов с гексаметилентетрамином: Автореф. дис. ... канд. хим. наук (02.00.01). Фрунзе, 1973.
3. Иманакунов Б.И., Лукина Л.И. Взаимодействие гексаметилентетрамина с неорганическими солями и свойства твердых фаз. Фрунзе: Илим, 1984. С. 104.
4. Жапиева Б.Н., Алтыбаева Д.Т. Взаимодействие иодида магния гексаметилентетрамином в водной среде. Вестник ОшГУ. 4. г. Ош, 2015. С. 24-27.
