Матричний синтез комплексних сполук купруму(ІІ) та кадмію(ІІ) з саліциліденсемикарбазоном

Abstract

Матричний синтез комплексних сполук має ряд переваг над іншими методами, так як дозволяє отримати нові макроциклічні координаційні сполуки з цінними практичними властивостями. При цьому склад, будова та властивості кінцевих комплексних сполук залежать як від природи катіона металу, так і від наявності реакційно здатних центрів органічного ліганду. Метою даної роботи було встановлення особливостей комплексоутворення купруму(ІІ) і кадмію(ІІ) з саліциліденсемикарбазоном, а також дослідження складу та просторової будови синтезованих координаційних сполук. В роботі наведені дані по синтезу координаційних сполук [Cd(Н2L)(H2O)Cl2] І, [Cu(НL)Cl] • 2H2O ІІ, Ba[Cu(Lʹ)]2 ІІІ та саліцилальдазину ІV (де Н2L – семикарбазон саліцилового альдегіду, Н3L' = N,N'-біс(саліциліден)семикарбазид). Синтез досліджуваних координаційних сполук проводили шляхом взаємодії гарячих етанольних розчинів семикарбазону саліцилового альдегіду, МCl2 • хH2O (M2+ = Cd, Cu; х = 0, 2) і саліцилового альдегіду у мольному співвідношенні 1: 1 : 1 при рН = 9 – 10, яке створювали за допомогою Ba(ОН)2 розчиненого в водно-етанольній суміші (1:1). Склад і будову синтезованих комплексних сполук І – ІІІ підтверджено елементним та ІЧ-спектроскопічним аналізами, а у випадку сполук І, ІІ, ІV – методом РСА. Досліджено комплексоутворення солей купруму(ІІ) і кадмію(ІІ) з саліциліденсемикарбазоном в умовах матричного синтезу та показано, що у випадку купруму(ІІ), як матричного центру, реакція проходить швидко з утворенням хлоро(саліциліденсемикарбазон)купруму(ІІ) дигідрату, а у випадку кадмію(ІІ) закінчується утворенням комплексу дихлороаквасаліциліденсемикарбазонкадмію(ІІ). Це пояснюється матричним ефектом катіона купруму(ІІ), тобто дуже суттєвою зміною зарядової складової на потенційних центрах комплексоутворення, що підтверджено квантово-хімічними розрахунками. Для саліцилальдазину, виділеного в умовах матричного синтезу комплексу кадмію(ІІ), запропоновано механізм утворення з використанням вихідних саліциліденсемикарбазону та саліцилового альдегіду

Матричный синтез комплексных соединений имеет ряд преимуществ перед другими методами, так как позволяет получить новые макроциклические координационные соединения с ценными практическими свойствами. При этом состав, строение и свойства конечных комплексных соединений зависят как от природы катиона металла, так и от наличия реакционно способных центров органического лиганда. Целью данной работы было установление особенностей комплексообразования меди(II) и кадмия(II) с салицилиденсемикарбазоном, а также исследование состава и пространственного строения синтезированных координационных соединений. В работе приведены данные по синтезу координационных соединений [Cd(Н2L)(H2O)Cl2] І, [Cu(НL)Cl] • 2H2O ІІ, Ba[Cu(Lʹ)]2 ІІІ и салицилальдазина ІV (где Н2L – семикарбазон салицилового альдегида, Н3L '= N,N'-бис(салицилиден)семикарбазид). Синтез исследуемых координационных соединений проводили путем взаимодействия горячих этанольных растворов семикарбазона салицилового альдегида, МCl2 • хH2O (M2+ = Cd, Cu; х = 0, 2) и салицилового альдегида в мольном соотношении 1: 1: 1 при рН = 9 – 10, которое создавали с помощью Ba(OH)2 растворенного в водно-этанольной смеси (1:1). Состав и строение синтезированных комплексных соединений I – III подтверждено элементным и ИК-спектроскопическим анализами, а в случае соединений I, II, IV – методом РСА. Исследовано комплексообразование солей меди(II) и кадмия(II) с салицилиденсемикарбазоном в условиях матричного синтеза и показано, что в случае меди(II), как матричного центра, реакция проходит быстро с образованием хлоро(салицилиденсемикарбазон)меди(II) дигидрата, а в случае кадмия(II) заканчивается образованием комплекса дихлороаквасалицилиденсемикарбазонкадмия(II). Это объясняется матричным эффектом катиона меди(II), то есть очень существенным изменением зарядовой составляющей на потенциальных центрах комплексообразования, что подтверждено квантово-химическими расчетами. Для салицилальдазина, выделенного в условиях матричного синтеза комплекса кадмия(II), предложен механизм образования с использованием исходных салицилиденсемикарбазона и салицилового альдегида

The template synthesis of complex compounds has several advantages over other methods, because it allows to obtain new macrocyclic coordination compounds with valuable practical properties. At the same time, the composition, structure and properties of the final complex compounds depend both on the nature of the metal cation and the presence of reactive centers of the organic ligand. The purpose of this work was definition the peculiarities of the complex formation of copper(II) and cadmium(II) with salicylidenesemicarbazone and determination of composition and spatial structure of synthesized coordination compounds. The paper presents data of the synthesis of coordination compounds [Cd(Н2L)(H2O)Cl2] І, [Cu(НL)Cl] • 2H2O ІІ, Ba[Cu(Lʹ)]2 ІІІ and salicylaldazine ІV (where Н2L – salicylic aldehyde semicarbozone, Н3L' = N,N'-bis(salicylidene)semicarbazide). Synthesis of the investigated coordination compounds was carried out by the interaction of hot ethanol solutions of salicylic aldehyde semicarbazone, МCl2 • хH2O (M2+ = Cd, Cu; х = 0, 2) and salicylic aldehyde in a molar ratio of 1: 1: 1 at pH = 9-10, which was created by Ba(OH)2 dissolved in a water-ethanol mixture (1:1). The composition and structure of synthesized complex compounds I-III are confirmed by elemental analysis and IR spectroscopy, and in the case of compounds I, II, and IV by X-ray diffraction analysis. Complexation of copper(II) and cadmium(II) salts with salicylidenesemicarbazone under of conditions matrix synthesis was studied. It is shown that in the case of copper(II), as a matrix center, the reaction proceeds rapidly with the formation of chloro(salicylidenesemicarbazone)copper(II) dihydrate, and in the case of cadmium(II) it ends with the formation of cadmium(II) dichloroaquasalicylidenesemicarbazone complex. This is due to the matrix effect of the copper(II) cation, namely, a very significant change in the charge component at potential centers of complexation, which was confirmed by quantum chemical calculations. For salicylaldazine, obtained under conditions of matrix synthesis of cadmium(II) complex, a mechanism of formation which the use of initial salicylidenesemicarbazone and salicylic aldehyde was proposed