Студент Мукашева Д.С., д.х.н., профессор Еркасов Р.Ш., к.х.н., доцент
Байсалова Г.Ж.
Евразийский национальный университет им.Л.Н.Гумилева
Синтез и физико-химическая
характеристика координационных соединений галогенидов кобальта с
протонированным карбамидом.
Проблема синтеза и изучение строения, свойств новых соединений является
одной из актуальных задач химии и химической технологии. При этом немаловажная
роль принадлежит химии координационных соединений с органическими лигандами, в
том числе с карбамидом, который обладает р, π – сопряженной системой
имеющей неподелённую пару электронов азота делокализованную на π-связи карбонильной
группы С=О. С точки зрения электронных представлений свободная пара электронов
азота сдвинута к углероду, а электроны, образующие связь С=О, – к кислороду. Этот эффект приводит к тому, что
связь С(О)–N до некоторой степени имеет свойства
двойной связи ( кратность связи в амидах =1,5) [1]. Это определяет интерес к
карбамиду в качестве лиганда с теоретической точки зрения. Кроме этого амиды,
являясь биологически активными соединениями, играют важную роль в механизме
протекания многих химических реакций в растворах, а также в проведении
целенаправленного синтеза [2]. Исследование процессов и продуктов
взаимодействия трёх важных классов химических соединений: амидов,
неорганических кислот, солей d–металлов является весьма актуальным, так как связано с возможностью получения
нового класса координационных соединений, играющих важную роль в различных
биохимических процессах, перспективных в качестве аналитических реагентов,
исходных продуктов в химической промышленности.
При изучении растворимости в системах галогенид кобальта-карбамид-кислота-вода
при 25º были установлены концентрационные границы образования новых
соединений галогенидов кобальта с протонированным карбамидом. Исходя из
полученных изотерм растворимости разработаны методики синтеза
ряда координационных соединений, а также
определены для них некоторые физико-химические свойства. Химический анализ синтезированных
соединений проводили по ранее описанным методикам [3].
Плотность полученных соединений измеряют в
стеклянных пикнометрах объемом 10 мл по методике . Индифферентной жидкостью служил
толуол. Для каждого соединения проводили 3–4 измерения. Температуру плавления
соединений определяли в блоке Кофлера капиллярным методом.
Экспериментальная
часть
CoCl2.2CO(NH2).HCl. В 10 мл
концентрированной 34%-ной (d=1169 кг/м3)
хлороводородной кислоты при 30-35°С растворяли небольшими порциями при
постоянном перемешивании смесь содержащую 13,7 г (0,228 моль) карбамида и 12,3
г (0,095 моль) хлорида кобальта. При стоянии через сутки из раствора выделили 23,8
г (0,083 моль) светло-розовых кристаллов соединения, что соответствует
87,4% выходу соединения от
теоретического.
Химическим
анализом найдено, % : CoCl2 - 45,05; CO(NH2)2 - 41,39; HCl – 12,37.
Для соединения состава CoCl2.2CO(NH2).HCl вычислено, % : CoCl2 – 45,38; CO(NH2)2 –41,88; HCl – 12,74.
Плотность и температура плавления соединения равны соответственно: 3210 кг/см3
и 164оС.
CoCl2.4CO(NH2).HCl. В 10 мл
концентрированной 20%-ной (d=1068 кг/м3)
хлороводородной кислоты при 30-35°С растворяли небольшими порциями смесь
содержащую 15,9 г (0,265 моль) карбамида и 9,7 г (0,060 моль) хлорида кобальта.
Через сутки из раствора выделили 21,1 г (0,052 моль) светло-розовых кристаллов
соединения. Его выход составил 86,7% от теоретически возможного.
Химическим анализом найдено, % : CoCl2 – 31,31; CO(NH2)2 – 58,70; HCl – 8,44.
Для соединения состава CoCl2.2CO(NH2).HCl вычислено, % : CoCl2 –31,98; CO(NH2)2 –59,04; HCl –
8,98.
Плотность и температура плавления соединения равны соответственно: 2235 кг/см3
и 140оС.
CoBr2.4CO(NH2)2.HBr. В 10 мл концентрированной
40%-ной (d=1377 кг/м3) бромоводородной кислоты
при 30-35°С при непрерывном перемешивании растворяли смесь содержащую 13,2 г (0,220
моль) карбамида и 10,8 г (0,049 моль) бромида кобальта. При стоянии через сутки из раствора
выделили 21,2 г (0,043 моль) розовых кристаллов соединения, что соответствует 84,3%
выходу от теоретического.
Химическим анализом найдено, %: CoBr2 –37,35; CO(NH2)2 –48,70; HBr – 12,59.
Для соединения состава CoBr2.4CO(NH2)2.HBr вычислено,%: CoBr2 –37,91; CO(NH2)2 – 49,18;
HBr–12,91.
Плотность и температура плавления соединения равны соответственно: 2345 кг/см3
и 190оС.
CoBr2.2CO(NH2)2.HBr. В 10 мл концентрированной
55%-ной (d=1595 кг/м3) бромоводородной кислоты
при 30-35°С при постоянном перемешивании растворяли небольшими порциями смесь
содержащую 15,9 г (0,265 моль) карбамида и 13,5 г (0,073 моль) бромида
кобальта. Через сутки из раствора выделили 26,0 г (0,061 моль) светло-розовых
кристаллов соединения. Его выход составляет 83,6% от теоретически возможного.
Химическим анализом найдено, %: CoBr2–42,72; CO(NH2)2–41,66; HBr – 14,25. Для соединения состава CoBr2.4CO(NH2)2.HBr вычислено,%: CoBr2 –43,22; CO(NH2)2 –42,06; HBr – 14,72.
Плотность и температура плавления соединения равны соответственно: 2870 кг/см3
и 220оС.
Литература:
1.
Чалллис Б.С. ,Чаллис Д.А. Амиды и родственные соединения. – М.: Химия. –1965.
–Т.2. 442 с.
2. Еркасов Р.Ш. Координационные
соединения солей металлов с протонированным карбамидом. – Кокшетау, 2016.
– 394 с.
3. Абдуллина
Г.Б., Еркасов Р.Ш., Рыскалиева Р.Г., Оразбаева Р.С. Растворимость в системе CoBr2 – CO(NH2)2 –HBr – H2O при
25°С //Вестник ПГУ, Химико-биологическая.-2008, №1.– С.18-27