Химия и химическая технология. Неорганическая химия

1Еркасов Р.Ш., 1Масловская Т.С., 1Оразбаева Р.С., 2Колпек А.

1Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева

2Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова

СИНТЕЗ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ГАЛОГЕНИДОВ МАРГАНЦА С КАРБАМИДОМ В РАСТВОРАХ КИСЛОТ

 

Химия координационных соединений с органическими лигандами является одним из актуальных направлений современной химической науки и технологии. Особое место среди них принадлежит соединениям на основе биометаллов и амидов, что связано, во-первых, с их важной ролью в различных биохимических процессах, а во-вторых, они весьма перспективны в качестве аналитических, органических реагентов, а также исходных продуктов в химической промышленности. Помимо биологических и практических аспектов, интерес к ним вызван и тем, что они являются хорошими объектами для фундаментальных исследований с точки зрения их строения, физических и химических свойств [1 - 3].

В результате систематических исследований процессов и продуктов взаимодействия в четырехкомпонентных системах, содержащих карбамид, неорганическую кислоту и соли биометллов, в том числе и соли марганца, установлены как закономерности взаимного влияния компонентов друг на друга, так и определены концентрационные границы кристаллизации двойных и тройных соединений [4 - 6].

Ранее методом препаративного синтеза разработаны лабораторные методики синтеза некоторых координационных соединений солей марганца с протонированным карбамидом с растворами соответствующих неорганических кислот [7,8].

Целью настоящей работы является разработка методик получения координационных соединений солей марганца с карбамидом в кислых средах.

Химический анализ синтезированных соединений устанавливали по содержанию ионов марганца, анионов кислот и карбамида. Методики их определения описаны в известных источниках [9 - 10].

Экспериментальная часть

MnCl2 ∙ 4CO(NH2)2 ∙ 2HCl. В 10 мл концентрированной 20%-ной (d = 1098 кг/м3) хлороводородной кислоты небольшими  порциями растворяли при 30 – 350С смесь, содержащую 5 г (0,040 моль) карбамида и 8,0 г (0,133 моль) хлорида марганца.

Через сутки из раствора выделили 11,2 г (0,026 моль) мелких светло-розовых кристаллов соединения, что соответствует 84,7% выхода от теоретического.

Химическим анализом найдено, %: MnCl2 – 28,10; CO(NH2)2 – 54,07; HCl – 16,23.

Для соединения состава MnCl2 ∙ 4CO(NH2)2 ∙ 2HCl вычислено, %: MnCl2 – 28,70; CO(NH2)2 – 54,67; HCl – 16,63.

MnCl2 ∙ 2CO(NH2)2 ∙ 2HCl. В 10 мл концентрированной 30%-ной (d = 1149 кг/м3) хлороводородной кислоты при постоянном перемешивании растворили при 30 – 350С смесь, содержащую 6,2 г (0,0103 моль) карбамида и 5,05 г (0,039 моль) хлорида марганца.

Через сутки из раствора выделили 10,8 г (0,034 моль) розовых кристаллов соединения. Его выход составляет 87,2% от теоретически возможного.

Химическим анализом найдено, %: MnCl2 –39,11; CO(NH2)2 – 37,08; HCl – 22,10.

Для соединения состава MnCl2 ∙ 2CO(NH2)2 ∙ 2HCl вычислено, %: MnCl2 –39,50; CO(NH2)2 – 37,62; HCl – 22,88.

MnBr2 ∙ 6CO(NH2)2 ∙ HBr. В 10 мл концентрированной 40%-ной (d= 1377 кг/см3) бромоводородной кислоты при постоянном перемешивании при 30 – 350С растворяли смесь, содержащую 19,1 г (0,318 моль) карбамида и 12,1 г (0,056 моль) бромида марганца.

При стоянии через сутки из раствора выделили 29,7 г (0,045 моль) игольчатых светло-розовых кристаллов соединения. Его выход составил 80,4% от теоретического.

Химическим анализом найдено, %: MnBr2 – 32,44%; CO(NH2)2 – 54,30%; HBr – 12,03.

Для соединения состава MnBr2 ∙ 6CO(NH2)2 ∙ HBr вычислено, %: MnBr2 – 32,93%; CO(NH2)2 – 54,63%; HBr – 12,44.

MnBr2 ∙ 4CO(NH2)2 ∙ HBr. В 10 мл концентрированной 45%-ный (d = 1444 кг/м3) бромоводородной кислоты при 30 – 350С небольшими порциями растворяли смесь, содержащую 18,5 г (0,0085 моль) карбамида и 12,4 г (0,308 моль) бромида марганца.

При стоянии через сутки из раствора выделили 37,6 г (0,070 моль) пластинчатых кристаллов соединения, что соответствует 82,4 % выхода от теоретического.

Химическим анализом найдено, %: MnBr2 – 39,87%; CO(NH2)2 – 44,03%; HBr – 14,93.

Для соединения состава MnBr2 ∙ 4CO(NH2)2 ∙ HBr вычислено в %: MnBr2 – 40,26%; CO(NH2)2 – 44,53%; HBr – 15,21.

MnBr2 ∙ 2CO(NH2)2 ∙ HBr. В 10 мл концентрированной 55%-ной (d = 1595 кг/м3) бромоводородной кислоты при 30 – 350С небольшими порциями растворяли смесь, содержащую 12,8 г (0,213 моль) карбамида и 15,8 г (0,073 моль) бромида марганца.

Через сутки из раствора выделили 25,6 г (0,061 моль) крупных светло-розовых кристаллов соединения. Выход соединения составляет 83,6% от теоретического.

Химическим анализом найдено, %: MnBr2 – 51,12%; CO(NH2)2 – 28,10%; HBr – 19,02.

Для соединения состава MnBr2 ∙ 2CO(NH2)2 ∙ HBr вычислено, %: MnBr2 – 51,79%; CO(NH2)2 – 28,64%; HBr – 19,57.

MnI2 ∙ 6CO(NH2)2 ∙ HI. В 10 мл свежеперегнанной 40%-ной (d = 1403 кг/м3) йодоводородной кислоты при постоянном перемешивании и температуре 30 – 350С растворяли смесь, содержащую 15,2 г (0,253 моль) карбамида и 12,1 (0,049 моль) йодида марганца.

При стоянии через 4 часа из раствора выделили 26,1 г (0,033 моль) мелких кристаллов соединения, что составляет 78,6% выхода от теоретически возможного.

Химическим анализом найдено, %: MnI2 – 38,77; CO(NH2)2 – 45,17; HI – 16,06.

MnI2 ∙ 4CO(NH2)2 ∙ HI. В 10 мл свежеперегнанной 50%- ной (d = 1560  кг/м3) йодоводородной кислоты небольшими порциями при 30 – 350С растворили смесь, содержащую 12,2 г (0,200 моль) карбамида и 13,1 г (0,042 моль) йодида марганца.

Через 4 часа из раствора выделили 24,2 г (0,036 моль) пластинчатых кристаллов соединения. Его выход составляет 85,7% от теоретического.

Химическим анализом найдено, %: MnI2 – 45,10; CO(NH2)2 – 34,89; HI – 18,33.

Для соединения состава MnI2 ∙ 4CO(NH2)2 ∙ HI вычислено, %: MnI2 – 45,64; CO(NH2)2 – 35,44; HI – 18,92.

MnI2 ∙ 2CO(NH2)2 ∙ HI. В 10 мл свежеперегнанной 55%-ной (d = 1655  кг/м3) йодоводородной кислоты при 30 - 350С и постоянном перемешивании раствором смесь, содержащую 8,6 г (0,143 моль) карбамида и 13,0 г (0,042 моль) йодида марганца.

Через 4 часа из раствора выделили 19,7 г (0,035 моль) игольчатых кристаллов соединения, что соответствует 83,3% выходу от теоретического.

Химическим анализом найдено, %: MnI2 – 55,01; CO(NH2)2 – 21,03; HI – 22,50.

Для соединения состава MnI2 ∙ 2CO(NH2)2 ∙ HI вычислено, %: MnI2 – 55,48; CO(NH2)2 – 21,54; HI – 22,98.

Литература

1.   Еркасов Р.Ш., Рыскалиева Р.Г., Унербаев Б.А., Кусепова Л.А. Биологически активные координационные соединения солей s- и d-металлов с протонированными карбамидом и ацетамидов. // В сб. трудов «Проблемы химии Центрального Казахстана». Караганда, 1998. – с.182-187.

2.   Юсупов З.Н. Координационные соединения некоторых 3d-металлов с биоактивными лигандами: Автореферат д-ра хим. Наук. – Душанбе, 1998. – 42с.

3.   Еркасов Р.Ш., Несмеянова Р.М., Оралтаева А.С.  Координационные соединения солей цинка с протонированным карбамидом и перспективы их применения // Сб. научных трудов по материалам международной научно-практической конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований – 2009». Т.26. Медицина, ветеринария и фармацевтика. Химия. Одесса, 2009, - с. 67 - 71.

4.   Кусепова Л.А., Унербаев Б.А., Еркасов Р.Ш. Продукты и процессы взаимодействия ацетамида и карбамида с хлоридами никеля и кобальта // Материалы международной практической конференции «Проблемы вузовской и прикладной науки в Республике Казахстан». – Астана. – 1999, часть 1. – с. 83 – 85.

5.   Еркасов Р.Ш., Рыскалиева Р.Г., Оразбаева Р.С., Карабасова Г.С. Синтез координационных соединений солей цинка с протонированным карбамидом // Materialy VII Miedzynarodowej naukowi – praktycznej konferencji  “Naukowa Przestrzen Europy-2011” technologie. Rolnictwo.: Przemysl. Nauka b studia 2011. – str. 57 – 60

6.   Еркасов Р.Ш., ОразбаеваР.С., Несмеянова Р.С., Абдуллина Г.Г. О координационных соединениях галогенидов цинка и никеля с протонированным карбамидом // Материалы II Международной Казахстанско-Российской конференции по химии и химической технологии, Т.1, Караганда, 2012. – с.113 – 116.

7.   Нурахметов Н.Н., Беремжанов Б.А. О взаимодействии неорганических кислот с амидами // Ж.неорг.химии. – 1978. – 23. - №2. – С.504-513

8.   Климова В.А. основные микрометоды анализа органических соединений. – М.: Наука. – 1975. – 223 с.

9.   Крешков А.П. Основы аналитической химии. – М.: Химия. – 1965. – Т.2. – 442 с.

10.            Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. – М.: Химия. – 1970. – 360 с.