Хелатный комплекс ацетамидоксима с медью(II)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  УКРАИНЫ

ХАРЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Кафедра аналитической  химии

 

 

 

 

 

 

 

ХЕЛАТНЫЙ КОМПЛЕКС АЦЕТАМИДОКСИМА С МЕДЬЮ (II)

 

                                                                                     Курсовая работа

                                                                                    студента 2-го курса

 

                                                                                     Детистова Александра

                                                                                     Сергеевича

 

 

 

 

 

 

 

 

Научный руководитель

к.х.н., доцент                                                                            Т.Ю.Мирная

 

 

 

 

 

 

 

ХАРЬКОВ   2005

 

РЕФЕРАТ

 

 

Курсовая работа содержит 13 страниц, 3 схемы, 1 рисунок.

В настоящее время в науке  появилось большое количество сообщений  о создании полимерных плёнок с привитыми амидоксимными группировками. Эти плёнки способны связывать катионы тяжелых металлов.

В продолжении исследований органических производных гидроксиламина – амидоксимов, был интерес изучить их комплексы с катионами металлов.

В курсовой работе рассматривается  комплексное соединение меди (II) с ацетамидоксимом – описывается метод синтеза и делаются предположения о структуре.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: 

АМИДОКСИМЫ, КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ, СИНТЕЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

Курсова робота містить 13 сторінок, 3 схеми, 1 малюнок.

У наш час з'явилась велика кількість поведолень про одерження полімерних плівок, що мають привиті амідоксимні групировки. Ці плівки здатні зв'язувати катіони тяжких металів.

У продовження дослідження властивостей органічних похідних гідроксіламіну – амідоксимів, був інтерес вивчення їх комплексів з катіонами металів.  

В курсовой роботі розглядається комплексна сполука меді (II) с ацетамідоксимом – описується метод синтезу і робляться припущення що до структури.

КЛЮЧОВI СЛОВА:

АМІДОКСИМИ, КОМПЛЕКСНІ СПОЛУКИ, СИНТЕЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SCIENTIFIC ASSAY

 

The course  work  consist of  13 pages, 3 schemes, 1 drawing.

Much scientific reports about obtaining polymers with amidoxim's groupes are appeared in our time. That polymers has an ability to tie cautions of heavy metals.

In a continuation of research into properties of organic hydroxylamine's derivatives – amidoximes, it was interesting to learn theirs complexes with cautions of metals.

Complex of copper (II) and acetamidoxime is considered in the given course work – method of synthesis is described, supposition about structure was done.

KEY WORDS: 

AMIDOXIMES, COMLEX, SYNTHESIS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

     Введение                                                                                                                  6

1. Обзорная часть                                                                                               7
1. Координационные соединения меди                                        7                                                                        
2. Амидоксимы – органические лиганды                                     9

                                                            

2. Экспериментальная часть                                                                            10                                                      

                    2.1   Методика получения                                                                   10

               2.2   Структура                                                                                  11

     Выводы                                                                                                                  12

     Список литературы                                                                                              13                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

 

Одним из актуальных направлений современной координационной и бионеорганической химии является получение и изучение низкомолекулярных соединений, которые могут выступать как модели активных центров металлосодержащих ферментов. Также актуальны работы по созданию полимерных плёнок  с привитыми группами, способными координировать катионы металлов.

Целью курсовой работы является получение и определение состава комплексного соединения меди (II) с ацетамидоксимом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1  ОБЗОРНАЯ ЧАСТЬ

 

 

 

 

1.1  Координационные соединения меди

 

Катионы 3d-металлов образуют многочисленные комплексные соединения. Кроме октаедрической и плоской квадратной эти катионы образуют координационные сферы с тетраэдрической, тригонально-бипирамидальной и тетрагонально-пирамидальной конфигурациями.

Катион Cu (II) имеет девять электронов на 3d уровне, что является причиной сильных искажений обычной для d-металлов октаэдрической конфигурации, и ионный радиус 73 пм. Для него являеться характерным образование комплексных соединений прежде всего с N- и О-донорными лигандами, в том числе с поликарбоновыми и аминокислотами. Выступает в качестве комплексообразователя с координационными числами 6, 5, 4. Геометрия координационной сферы во многом детерминируется природой лигандов.

В водных растворах существует аквакомплекс [Cu(OH₂)₆]²⁺. Геометрически он представляет собой искаженный октаедр, у которого две молекулы H₂O, лежащие друг против друга на одной из осей октаедра, больше удалены от катиона Cu²⁺ , чем остальные четыре, а их связи с катионом слабее. Этот аквакомплекс существует также в голубых кристаллогидратах некоторых хорошо растворимых солей.

Точно так же в устойчивых в воде комплексах с аммиаком [Cu(NH₃)₄(OH₂)₂]²⁺, этилендиамином [Cu(en)₄(OH₂)₂]²⁺, оксалат-йоном [Cu(ох)₄(OH₂)₂]²⁺ координационные комплексы представляют собой искаженные октаедры. В безводных же солях последние имеет тетраедрическую координацию.

        Сульфат меди (II) — (CuSO₄) — бесцветные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Однако из водных растворов, а также на воздухе хотя бы с незначительным содержанием влаги кристаллизуется голубой пентагидрат CuSO₄ · 5H₂O — медный купорос. Благодаря этому свойству сульфат меди (II) иногда используется в качестве индикатора влажности помещения.

                     Рисунок 1 

 Структура медного купороса приведена на рисунке 1. Как видно, вокруг иона меди координированы два аниона SO₄^2- по осям и четыре молекулы воды (в плоскости), а пятая молекула воды играет роль мостиков, которые при помощи водородных связей объединяют молекулы воды из плоскости и сульфатную группу.[1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.   Амидоксимы – органические лиганды

 

  Амидоксимы – органические соединения, получаемые реакцией органических нитрилов с гидроксиламином  (схема 1)

 

R = органический радикал

 

Схема 1

  1-O,4-N-бидонарная амидоксимная группировка делает их хорошими органическими бидентантными лигандами. Помимо того амидоксимы способны образовывать соли благодаря кислотным свойствам OH-группы (схема 2).

 

Схема 2

 

   Такие анионы также могут выступать лигандами.  Электронная плотность в этой группировке должна увеличиваться, следовательно, можно ожидать увеличения стабильности комплексных частиц.

   Сделанный литературный обзор подтверждает вышеизложенные предположения.

Так описываются различные лиганды  с амидоксимными группировками  и упоминается о высоком сродстве к катионом таких металлов как медь, ртуть [2]

 Также упоминается о разработке  полимерных плёнок на основе  акрилонитрила, с последующим  превращением циано-групп в амидоксимные. Сообщается о способности таких плёнок абсорбировать катионы урана и кадмия [3,4]

 

 

 

2  ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ  ЧАСТЬ

 

 

2.1 Методика получения

 

Для исследования комплексных соединений амидоксимов были выбраны в качестве катиона металла – медь (II) из-за того, что образование комплексов меди можно наблюдать визуально, ацетамидоксим, полученный из ацетонитрила, из-за хорошей растворимости в воде.

Методика.

Навеску 0,5 г (0,002 моль) кристаллогидрата сульфата меди (CuSO₄´5H₂O) растворяют в 10 мл воды подогревая до 50 °С. К раствору медного купароса в воде прибавляют раствор 0,44 г (0,006 моль) ацетамидоксима в 10 мл воды. Наблюдается изменение окраски жидкости с синей на зелёную. Раствор оставляют на сутки для полного осаждения продукта реакции. Фильтруют выпавший зелёный порошок, промывают водой на фильтре. Раствор над осадком  - бесцветный, что говорит о полном осаждении меди в виде комплекса с ацетамидоксимом. Масса высушенного продукта составляет 0,40 г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

        

2.   Структура

 

Можно предположить следующую схему реакции.

 

Схема 3

 

В ходе которой образуется электронейтральная комплексная частица с 2-мя депротонироваными молекулами ацетамидоксима в качестве лигандов.

Эти предположения подтверждаются данными элементного анализа, заключающимся в сжигании навески вещества и измерении объёма образующегося азота.

По видимому молекула имеет хелатную структуру. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫВОДЫ

 

 

 В курсовой работе рассмотрена способность образования комплексов катионов металлов с органическими лигандами – амидоксимами, на примере комплексного соединения меди (II). Описан метод синтеза, определён состав, сделаны предположения о структуре полученного соединения.

 Реакция сопровождается чётким  изменением окраски и близким  к количественному выходу образованием окрашенного осадка, что даёт основание рассматривать ацетамидоксим в качестве потенциального аналитического реагента на медь (II).   

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1. Князев Д.А., Смарыгин С.Н. Неорганическая химия – Москва «Высшая школа», 1990 – 389с.
2. Ramazan , H. Korkmaz , A. Dincer . Synthesis and extraction properties of 1,2-bis(amidoxime) derivatives.// Collection of Czechoslovak Chemical Communication. – 2002. – Vol. 67(2). – P. 209-218с
3. Tomomi Kawai, Kyoichi Saito, Kazuyki Sugita, Takashi Kawakami. Preparation of hydrophilic amidoxime fibers by cografting acrylonitrile and methacrylic acid from an optimized monomer composition.// Radiation Physics and Chemistry. – 2000. – Vol. 59. – P. 401-411с
4. Nalan Kabay, Akio Katakai, Takanobu Sugo. Preparation of amidoxime-fiber adsorbents by radiation-induced grafting.// Radiation Physics and Chemistry. – 1995. – Vol. 46. – P. 834-843с