“Исследование комплексообразования меди(II) с 4,4-бипиридином и анионами бензолдикарбоновых кислот в органических растворителях”

Подрядова Кристина Андреевна
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Изучение влияния растворителя на процессы комплексообразования представляет интерес для расширения базы имеющихся данных, на основании которых впоследствии будут разработаны методики синтеза с оптимальными свойствами для конкретной задачи. В данной работе изучены процессы димеризации фталат-ионов, а также процессы комплексообразования ионов меди (II) с фталат-ионами и 4,4’-бипиридином в неводных растворителях методом электронной спектроскопии поглощения. Определены константы образования комплексов и установлены их индивидуальные электронные спектры поглощения с использованием хемометрической обработки данных.

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………… 3
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………… 5
1.1. Характеристика используемых растворителей………………………… 5
1.2. π-π-стекинг ароматических молекул в различных растворителях…… 7
1.3. Комплексообразование ионов меди (II)………………………………… 17
1.4. Электронная спектроскопия поглощения……………………………… 22
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ…………………………………….. 24
ГЛАВА 3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ…..………………………………….. 27
3.1. Исследование димеризации фталат-иона в органических
растворителях методом электронной спектроскопии поглощения…. 27
3.2. Исследование комплексообразования ионов меди (II) с фталат-
ионом и 4,4’-бипиридином в органических растворителях методом
электронной спектроскопии поглощения……………………………… 32
ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………… 46
БЛАГОДАРНОСТИ……………………………………………………………….. 47
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………… 48

Металлоорганическая химия является активно развивающейся областью науки в
настоящее время. Металлоорганические соединения привлекательны для ученых своей
обширной областью применения: они могут выступать в роли катализаторов,
использоваться в энергетике, находить свое применение в доставке лекарств за счет
своей высокой пористости, а также в терапии раковых заболеваний [1]. Одним из
наиболее интересных направлений металлоорганической химии является синтез
металлоорганических каркасных структур (metal-organic frameworks, или сокращенно
MOFs).
Сами металлоорганические каркасные структуры представляют из себя
координационные соединения, содержащие донорно-акцепторную связь. В качестве
акцептора часто выступают ионы d-металлов, а донором являются различные
органические соединения, например, карбоксилаты и азотсодержащие
гетероциклические соединения, выступающие в качестве лигандов [2]. Путем выбора
метода синтеза (сольвотермальный, микроволновый, микроволновый и др.) можно
варьировать размер и форму синтезируемых каркасов, то есть получать материалы с
заданными свойствами [3]. Однако именно на этом этапе разработки новых материалов
появляется еще одна важная задача – подбор наиболее оптимальных условий
эксперимента: метода синтеза, температуры, растворителя и так далее. Растворитель
является одним из принципиальных аспектов синтеза, поэтому изучение его влияния
на структуру и размеры металлоорганических соединений представляет интерес и для
практического использования, и для расширения базы имеющихся данных, на
основании которых впоследствии будут разработаны методики синтеза с
оптимальными для данной задачи свойствами.
В данной работе рассмотрено состояние фталат-ионов (ионов 1,2-
бензолдикарбоновой кислоты), которые используются в качестве лигандов при
создании металлоорганических материалов, в различных органических растворителях.
Растворители, используемые в работе, – диметилсульфоксид, диметилформамид,
диметилацетамид, этанол, ацетонитрил, – широко распространены в области
жидкофазного синтеза. Для изучения влияния растворителя на процесс образования
комплекса с фталат-ионами в качестве акцептора были выбраны ионы меди (II) – они
являются стабильными, часто выступают в роли катализаторов процессов, имеют
большое метаболическое значение [4]. Также для сравнения процессов
комплексообразования фталат-ионов и ионов меди (II) в указанных растворителях в
качестве еще одного донора был использован 4,4’-бипиридин. Все используемые
реагенты широко применяются в тех или иных областях химии и биологии.
Таким образом, цель работы – определить форму существования фталат-ионов

1. Zhou, J., Tian, G., Zeng, L., Song, X., & Bian, X. Nanoscaled Metal-Organic
Frameworks for Biosensing, Imaging, and Cancer Therapy // Advanced Healthcare
Materials. – 2018. – V. 7. – P. 1800022.
2. Furukawa, H., Cordova, K. E., O’Keeffe, M., & Yaghi, O. M. The Chemistry and
Applications of Metal-Organic Frameworks // Science. – 2018. – V. 341. – P. 1230444.
3. В. И. Исаева, Л. М. Кустов. Металлоорганические каркасы – новая вселенная в
химии // Химия и жизнь. – 2018. – № 2. – С. 2-8.
4. Мецлер, Д. Биохимия. Том 2. – Москва: Мир, 198. – 488 с. – ISBN 5-06-000086-
9.
5. Райхардт, К. Растворители и эффекты среды в органической химии. – Москва:
Мир, 1991. – 763 с. – ISBN 5-03-001760-7.
6. Gutmann, V. Coordination Chemistry in Non-Aqueous Solutions. – Berlin: Springer,
1978. – ISBN 978-3-7091-8194-2.
7. Gutmann, V. The Donor-Acceptor Approach to Molecular Interactions. – Berlin:
Springer, 2012. – 279 pp. – ISBN 978-1-4615-8827-6.
8. J. Barthel, H. Krienke. Physical Chemistry of Electrolyte Solutions: Modern Aspects.
– Berlin: Springer, 1998. – ISBN 3‐7985‐1076‐8.
9. Chen T., Hefter G., Marcus Y. Relationships among solvent softness scales // Journal
of solution chemistry. – 2008. – V. 29. – P. 201-216.
10. Platt, J. R. Properties of large molecules that go beyond the properties of their chemical
sub-groups // Journal of Theoretical Biology. – 1961. – V. 1 – P. 342–358.
11. Пчелин, В. А. Гидрофобные взаимодействия в дисперсных системах. – Москва:
Знание, 1976. – 64 с.
12. Yakovenko et al. Study of guest molecules in metal-organic frameworks by powder x-
ray diffraction: analysis of difference envelope density // Crystal Growth and Design.
– 2014. – V. 14. – P. 5397.
13. Seetharaj, R., Vandana, P. V., Arya, P., & Mathew, S. Dependence of solvents, pH,
molar ratio and temperature in tuning metal organic framework architecture // Arabian
Journal of Chemistry. – 2019. – V. 12. – P. 295-315.
14. Deng, T., Hong, P., Hao, C., & Fu, Y. TDDFT investigation on the Solvent Effect of
Methanol on the Electronic Structure and Luminescence of Metal Organic Framework
CdL2 // Chemical Physics. – 2019. – V. 523. – P. 70-74.
15. В. И. Данилов, Н. В. Желтовский. Изучение стабильности уотсон-криковских
пароснованийнуклеиновыхкислотвводеидиметилсульфоксиде:
компьютерное моделирование методом Монте-Карло // Biopolymers and cell. –
1997. – V. 13. – P. 46-54.
16. Schweighardt, F. K., Moll, C., & Li, N. C. Nuclear magnetic resonance study of
guanosine-cytidine pairing in mixed solvents // Journal of Magnetic Resonance. –
1970. – V. 2. – P. 35–41.
17. Mak, C. H. Unraveling Base Stacking Driving Forces in DNA // The Journal of
Physical Chemistry B. – 2016. – V. 120. – P. 6010–6020.
18. Rury, A. S., Ferry, C., Hunt, J. R., Lee, M., Mondal, D., O’Connell, S. M. O., … Mak,
C. H. Solvent Thermodynamic Driving Force Controls Stacking Interactions between
Polyaromatics // The Journal of Physical Chemistry C. – 2016. – V. 120. – P. 23858–
23869.
19. Yamada, H., Yajima, K., Wada, H., & Nakagawa, G. Effects of solvation on partition
and dimerization of benzoic acid in mixed solvent systems // Talanta. – 1995. – V. 42.
– P. 789–795.
20. Shi, S., Liu, D., & Wang, X. The Effect of Solution Conditions on the Driving Forces
for Self-Assembly of a Pyrene Molecule // Chemistry – A European Journal. – 2017. –
V. 23. – P. 9736–9740.
21. Prohaska, J. R. Functions of trace elements in brain metabolism // Physiological
Reviews. – 1987. – V. 67. – P. 858–901.
22. Greenwood, N.N., Earnshaw, A. Chemistry of the Elements. – Oxford: Butterworth-
Heinemann, 1997. – 1364 pp. – ISBN 9780080501093.
23. Cotton F. A., Wilkinson G. Advanced Inorganic Chemistry. – New York: John Wiley
& Sons, 2008. – 1401 pp. – ISBN 0471027758.
24. Baker, A. T. The Ligand Field Spectra of Copper(II) Complexes // Journal of Chemical
Education. – 1998. – V. 75. – P. 98.
25. Wu, D.-T., Lee, T.-Y., & Chung, C.-S. Effects of macrocyclic ligand structure and
axial ligation on the ligand-field spectra of tetra-azamacrocyclic copper(II) complexes
in co-ordinating solventst // Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions. –
1997. – V. 6. – P. 909.
26. Odunola, O. A., Adeoye, I. O., & Woods, J. A. O. Synthesis and structural features of
copper(II) complexes of benzoic acid and methyl substituted benzoic acid hydrazides
and x-ray structure // Synthesis and Reactivity in Inorganic and Metal-Organic
Chemistry. – 2002. – V. 32. – P. 801–817.
27. Золотов Ю.А. и др. Основы аналитической химии. – Москва: Дрофа, 2002. – 384
с. – ISBN 9785769591242.
28. Vidiakina A.A., Bogachev N.A., Skripkin M.Yu., Mereshchenko A.S. Study of
Tetraethylammonium and Lithium Chlorides Dissociation in Acetonitrile Solutions //
Russ. J. Gen. Chem. – 2020. – V. 90. – P. 1703–1705.
29. Rury, A. S., Ferry, C., Hunt, J. R., Lee, M., Mondal, D., O’Connell, S. M. O., … Mak,
C. H. Solvent Thermodynamic Driving Force Controls Stacking Interactions between
Polyaromatics // The Journal of Physical Chemistry C. – 2016. – V. 120. – P. 23858–
23869.
30. Marcus, Y. Ions in solution and their solvation. – Hoboken: John Wiley & Sons, 2015.
– 312 p. – ISBN 978-1-118-88914-5.
31. Kuchenbecker, D., & Jansen, G. Intermolecular Interactions in Weak Donor-Acceptor
Complexes from Symmetry-Adapted Perturbation and Coupled-Cluster Theory:
Tetracyanoethylene-Benzene and Tetracyanoethylene-p-Xylene // ChemPhysChem. –
2012. – V. 13. – P. 2769–2776.
32. Kashyap, C., Ullah, S. S., Mazumder, L. J., & Kanti Guha, A. Non-covalent
interaction in benzene and substituted benzene: A theoretical study // Computational
and Theoretical Chemistry. – 2018. – V. 1130. – P. 134–139.
33. Abe, Y., & Wada, G. The Relationships between the Formation Constants of 2,2′-
Bipyridine Metal(II) Complexes and the Donor Numbers of Solvents // Bulletin of the
Chemical Society of Japan. – 1987. – V. 60. – P. 1936–1938.
34. Baker, A. T. The Ligand Field Spectra of Copper(II) Complexes // Journal of Chemical
Education. – 1998. – V. 75. – P. 98.
35. Hausmann, J., Klingele, M. H., Lozan, V., Steinfeld, G., Siebert, D., Journaux, Y., …
Kersting, B. Realization of Unusual Ligand Binding Motifs in Metalated Container
Molecules: Synthesis, Structures, and Magnetic Properties of the Complexes
[(LMe)Ni2(μ-L′)]n+ with L′=… Pyridazine, Phthalazine, Pyrazolate, and Benzoate //
Chemistry – A European Journal. – 2014. – V. 10. – P. 1716–1728.
36. N. N. Greenwood, A. Earnshaw. Chemie der Elemente. – Weinheim: VCH, 1988. –
1707 pp. – ISBN 3‐527‐26169‐9

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Дарья П. кандидат наук, доцент
    4.9 (20 отзывов)
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных... Читать все
    Профессиональный журналист, филолог со стажем более 10 лет. Имею профильную диссертацию по специализации "Радиовещание". Подробно и серьезно разрабатываю темы научных исследований, связанных с журналистикой, филологией и литературой
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Яна К. ТюмГУ 2004, ГМУ, выпускник
    5 (8 отзывов)
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соот... Читать все
    Помощь в написании магистерских диссертаций, курсовых, контрольных работ, рефератов, статей, повышение уникальности текста(ручной рерайт), качественно и в срок, в соответствии с Вашими требованиями.
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Оксана М. Восточноукраинский национальный университет, студент 4 - ...
    4.9 (37 отзывов)
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политоло... Читать все
    Возможно выполнение работ по правоведению и политологии. Имею высшее образование менеджера ВЭД и правоведа, защитила кандидатскую и докторскую диссертации по политологии.
    #Кандидатские #Магистерские
    68 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету