Синтез и структурно-химические исследования клатратных соединений терефталатов меди (II) и кадмия (II)

На основе комплексных соединений синтезированы клатраты Cu (II) и Cd (II) с терефталевой кислотой. Полученные кристаллы были подвергнуты рентгенографическому, элементному, ИК-спектроскопическому и дериватографическому анализам. По их результатам установлены химические формулы клатратных соединений:...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:Украинский химический журнал
Datum:2009
Hauptverfasser: Усубалиев, Б.Т., Ганбаров, Д.М., Томуева, А.Ш.
Format: Artikel
Sprache:Russisch
Veröffentlicht: Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України 2009
Schlagworte:
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/82344
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Синтез и структурно-химические исследования клатратных соединений терефталатов меди (II) и кадмия (II) / Б.Т. Усубалиев, Д.М. Ганбаров, А.Ш. Томуева // Украинский химический журнал. — 2009. — Т. 75, № 2. — С. 85-88. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859714772385136640
author Усубалиев, Б.Т.
Ганбаров, Д.М.
Томуева, А.Ш.
author_facet Усубалиев, Б.Т.
Ганбаров, Д.М.
Томуева, А.Ш.
citation_txt Синтез и структурно-химические исследования клатратных соединений терефталатов меди (II) и кадмия (II) / Б.Т. Усубалиев, Д.М. Ганбаров, А.Ш. Томуева // Украинский химический журнал. — 2009. — Т. 75, № 2. — С. 85-88. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
collection DSpace DC
container_title Украинский химический журнал
description На основе комплексных соединений синтезированы клатраты Cu (II) и Cd (II) с терефталевой кислотой. Полученные кристаллы были подвергнуты рентгенографическому, элементному, ИК-спектроскопическому и дериватографическому анализам. По их результатам установлены химические формулы клатратных соединений: [CuC₆H₄(COO)₂×H₂O]×H₂O×1.5HCOOH; [CdC₆H₄(COO)₂×2H₂O]×H₂O×HCOO. На основi комплексних сполук синтезовано клатрати з терефталевою кислотою. Одержанi кристали були пiдданi рентгенографiчному, елементному, ІЧ-спектроскопiчному та дериватографiчному аналiзам. За їх результатами встановлено формули клатратних сполук: [CuC₆H₄(COO)₂×H₂O]×H₂O×1.5HCOOH та [CdC₆H₄(COO)₂×2H₂O]×H₂O×HCOO. Synthesis – chemical investigation the tereftalats are copper (II) and cadmium (II) clatratic connektions. The way complex connections have been synthesized klatratic Cu (II) and Cd (II) with tereftalats on acid. The received cristals in rengenoqrafic, element, IR spectroskopic and deriootoqrafik analyses have been subjected. By results analyses chemical formulos clatratic connections are installed: [CuC₆H₄(COO)₂×H₂O]×H₂O×1.5HCOOH, [CdC₆H₄(COO)₂×2H₂O]×H₂O×HCOO.
first_indexed 2025-12-01T07:07:44Z
format Article
fulltext УДК 548.737:547.821 Б.Т. Усубалиев, Д.М. Ганбаров, А.Ш. Томуева СИНТЕЗ И СТРУКТУРНО-ХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КЛАТРАТНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТЕРЕФТАЛАТОВ МЕДИ (II) И КАДМИЯ (II) На основе комплексных соединений синтезированы клатраты Cu (II) и Cd (II) с терефталевой кислотой. По- лученные кристаллы были подвергнуты рентгенографическому, элементному, ИК-спектроскопическому и де- риватографическому анализам. По их результатам установлены химические формулы клатратных соедине- ний: [CuC6H4(COO)2⋅H2O]⋅H2O⋅1.5HCOOH; [CdC6H4(COO)2⋅2H 2O]⋅H2O⋅HCOO. Структурные исследования комплексов пере- ходных металлов с одноосновными ароматичес- кими карбоновыми кислотами и получение на их основе клатратных соединений [1—6] показали, что последние образуют комплексы только с димер- ной и полимерной структурами [6—9]. Было уста- новлено, что структура клатратов определяется “го- стевыми” молекулами (спирты, вода, ароматиче- ские кислоты, муравьиная и уксусная кислоты и ряд других). Ранее [10] нами показана возможность полу- чения клатратных соединений некоторых перехо- дных металлов с многоосновными ароматичес- кими карбоновыми кислотами — пиромелито- вой, фталевой и терефталевой кислотами [11—13]. В образовании этих клатратов в качестве “госте- вых” использовали молекулы уксусной кислоты. Слоистая структура [14, 15] терефталатов ряда ме- таллов позволяет использовать их в качестве “хо- зяина” в процессе клатратообразования с участи- ем “гостевой” молекулы муравьиной кислоты. Значительный интерес к терефталатам метал- лов определяется возможностью их широкого при- менения как мономеров в реакции поликонден- сации полиалкил-терефталатов, загустителей сма- зочных материалов, сшивающих агентов при син- тезе карбоксилатных полимеров, активаторов вул- канизации при производстве резины, адсорбен- тов для поглощения N2, Ar и Xe, емкостных ди- электриков, полупроводников, добавок к тексти- льным волокнам [16] и т.д. Терефталаты ряда металлов, помимо практи- ческого, представляют и научный интерес в плане получения соединений с заранее заданной струк- турой с помощью подбора подходящих “гостевых” молекул. Такой подбор, в сочетании с исходными комплексами, дает возможность практической реализации гипотетических структур клатратов. Поэтому настоящая работа посвящена получе- нию и структурно-химическому изучению клатра- тов на основе комплексов меди (II) и кадмия (II) с терефталевой кислотой. Исходные комплексы Cu (II) и Cd (II) с тере- фталевой кислотой n-C6H4(COO)2 cинтезировали из натриевой соли кислоты. Натриевую соль те- рефталевой кислоты получали реакцией нейтра- лизации кислоты гидрокарбонатом натрия при мо- льном соотношении 1:2 и температуре ~50 оС. Комплексы Cu (II) и Cd (II) получены взаимодей- ствием соответствующих солей CuSO4⋅5H2O и CdCl2⋅ 5H2O с насыщенным раствором соли натрия те- рефталевой кислоты. Образовались кристаллы сле- дующего состава: Cu n-C6H4(COO)2⋅2H2O и Сd n-C6H4- (COO)2⋅1.5H2O. В качестве растворителя для клатратообра- зования использовали муравьиную кислоту НСО- ОН. Комплексы Cu (II) и Cd (II) растворяли в му- равьиной кислоте при температуре 50—60 oС. Осажденные из раствора кристаллы промывали ди- стиллированной водой и сушили. Кристаллы те- рефталата Cu (II) имели голубой цвет с зеленым от- тенком, а Cd (II) — прозрачные белые. Полученные кристаллы были подвергнуты рен- тгенографическому, элементному, ИК-спектро- скопическому и дериватографическому анализам, что позволило установить химические формулы клатратных соединений: [CuC6H4(COO)2⋅H2O)]⋅H2O⋅ 1.5HCOOH и [CdC6H4(COO)2⋅2H2O]⋅H2O⋅HCOO. Сравнениe рентгенограмм исходных компле- ксов и полученных на их основе соответствую- щих клатратных соединений показалo индивиду- альность конечных продуктов кристализации. Ана- лиз их проводился на установке ДРОН-3,0 (CuKα- излучение; Ni-фильтр) (таблица). ИК-спектры образцов снимали на спектроме- тре Specord-М80 в области 400—4000 см–1 в вазе- лине в виде суспензии. Дериватограммы записа- © Б .Т. Усубалиев, Д .М . Ганбаров, А.Ш . Томуева , 2009 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2009. Т. 75, № 2 85 ны на дериватографе Q-1500Д системы Паулик– Паулик–Эрдей (скорость нагревания 10 град/мин, эталон — Al2O3). В ИК-спектре конечного продукта-клатрата наблюдается группa полос поглощения, обуслов- ленных колебаниями карбоксильной группы, ко- торые легко интерпретируются при сравнитель- ном рассмотрении ИК-спектров исходного комп- лекса и клатрата (рис. 1). Сравнение ИК-спектров исходного комплекса и полученного на его осно- ве клатратного соединения показало, что в ИК-спе- ктре последнего появляются новые полосы пог- лощения в области 1700, 1320, 793 см–1, отвечаю- щие асимметричным ν(CO) и симметричным ν(CO) валентным колебаниям карбоксильной группы муравьиной кислоты, которая, очевидно, не ко- ординирована металлом (рис. 1, а). Полоса пог- лощения в области 3600—3200 см–1 соответствует координационным и кристаллизационным моле- кулам воды. Подтверждением такого предполо- жения могут быть данные термографического анализа, поскольку при нагревании соединения до температуры 165 оС указанные полосы погло- щения в ИК-спектре исчезают. Рентгенодифрактометрические данные исходных комплексов Cu (II) и Cd (II) с терефталевой кислотой и клатратов на их основе Cu n-C6H4(COO)2⋅2H2O [Cu n-C6H4(COO)2⋅H2O]⋅ H2O⋅1.5HCOOH Сd n-C6H4(COO)2⋅1.5H2O [Сd n-C6H4(COO)2⋅2H2O]⋅ H2O⋅HCOO d1, Ao J/J0 d1, Ao J/J0 d1, Ao J/J0 d1, Ao J/J0 15.23 100 9.026 3 6.42 9 13.40 7 12.27 5 8.559 11.2 6.17 8 5.326 46 10.28 5 7.07 3 5.05 6 4.64 100 9.02 10 5.65 9 4.27 5 4.56 56 8.34 80 5.26 9 3.62 72 4.28 84 6.99 40 5.04 14 3.28 15 3.67 18 6.12 35 4.87 34 2.85 100 3.37 28 5.47 5 4.68 73 2.40 20 3.28 14 4.31 8 4.20 100 2.03 20 3.03 7 4.00 7 3.63 7 1.85 21 2.80 14 3.68 10 3.55 10 1.82 46 2.56 28 3.47 15 3.42 6 1.59 13 2.53 21 3.33 5 3.33 17 1.55 13 2.44 14 3.12 3 3.05 3 1.50 13 2.29 21 3.03 5 2.87 14 2.19 14 2.97 3 2.59 38 2.04 35 2.88 5 2.55 8 1.86 7 2.66 3 2.33 11 1.82 90 2.35 3 2.22 20 1.76 21 2.20 3 2.11 50 Неорганическая и физическая химия Рис. 1. ИК-спектры клатратных соединений: [Cu n-C6H4- (COO)2⋅H2O]⋅H2O⋅1.5HCOOH (a); [Сd n-C6H4(COO)2⋅2H2O]⋅ H2O⋅HCOO (б). а б 86 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2009. Т. 75, № 2 Разложение клатратa [CuC6H4(COO)2⋅H2O]⋅H2O⋅ 1.5HCOOH происходит в температурном интер- вале 50—165 оС в две стадии, что подтверждено двумя четкими эффектами с максимумами при 70 и 120 оС и сопровождается уменьшением мас- сы, соответствующей 1.5 молекулам муравьиной кислоты. При этом определенная потеря массы со- ставляет 11.2, а вычисленная — 11.56 %. Как ви- дно из дериватограммы этого клатрата, представ- ленной на рис. 2, а, после удаления муравьиной кислоты молекулы воды выделяются в темпера- турном интервале 160—205 оС, что сопровожда- ется двумя эндотермическими эффектами с макси- мумами при 165 и 200 оС. При этом общая потеря массы составляет 12.0 % от общего веса, что пол- ностью согласуется с вычисленным значением. Начиная с температуры 205 оС происходит раз- ложение исходного комплекса-“хозяина”, удале- ние и возгорание органической части молекулы в температурном интервале 205—750 оС. Эти про- цессы сопровождаются тремя эндотермическими эффектами с максимумами при 270, 320 и 420 оС в температурных интервалах 260–285, 285–360 и 360–480 оС. Экзотермический эффект выявлен в интервале 480–750 оС с максимумом 625 оС. Рентгенографическим анализом продукта тер- молиза определено, что при температуре 600 оС образуется закись меди, а затем на дериватограм- ме (рис. 2) на кривой ТГ наблюдается увеличение веса, которое обнаруживается указанным выше экзотермическим эффектом, что свидетельствует об окислении меди (I): Cu2O → CuO. По данным РФА конечным продуктом термолиза является окись меди (II). По итогам термогравиметрического анализа установлено, что общая потеря массы при термо- лизе составляет 49.5 %. Это значение на 11.2 % бо- льше по сравнению с соответствующими данны- ми исходного комплекса меди (II) с терефталевой кислотой. Найденная разница между комплексом и клатратом на его основе соответствует потере 1.5 молекулы муравьиной кислоты. А это, в свою очередь, свидетельствует об образовании соедине- ния включения на основе данного комплекса с участием молекул HCOOH. Как видно из дериватограммы (рис. 2, б), раз- ложение клатратного соединения состава [Сd n- C6H4(COO)2⋅2H2O]⋅H2O⋅HCOO в отличие от клатра- та с медью происходит в шесть стадий в темпера- турном интервале 50—250 оС. Эти стадии прояв- ляются тремя эндоэффектами на кривой ДТА. Согласно кривой ДТГ, процесс разложения про- Рис. 2. Термограмма клатратных соединений: [Cun-C6H4(COO)2⋅H2O]⋅H2O⋅1.5HCOOH (а) и [Сdn-C6H4(COO)2⋅2H2O]⋅ H2O⋅HCOO (б). а б ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2009. Т. 75, № 2 87 текает по сложному механизму. Поскольку на кривой ДТГ обнаружено шесть четких максиму- мов эндоэффектов при температурах 90, 115, 140, 170, 220, 235 оС, есть основания считать, что та- кое постадийное удаление отдельных компоне- нтов клатрата связано с его структурой. Из кри- вой ТГ видно, что во всех этих стадиях общая по- теря массы составляет 12.0 % от общего веса, а вы- численная — 12.2 %. Это значение соответствует одной молекуле муравьиной кислоты. Удаление молекул из клатрата характеризу- ется следующей последовательностью: сначала уда- ляется муравьиная кислота, а затем — три моле- кулы воды. Последние удаляются в температурном интервале 250—340 оС и сопровождаются четким глубоким эндоэффектом с максимумом при 310 оС. При этом общая потеря массы составляет 14.0 % от общего экспериментального веса, а вычислен- ная — 14.3 %, что соответствует трем молекулам воды. После эндотермического эффекта начина- ется разложение исходного комплекса-терефтала- та кадмия в температурном интервале 340—380 оС с максимумом при 360 оС. Следующим этапом тер- мического процесса является выгорание органи- ческой части комплекса, которое сопровождается широким экзотермическим эффектом в интерва- ле температур 380—710 оС. В этой области обна- ружены два максимума при 600 и 660 оС. При этом экспериментально определенная потеря мас- сы составляет 38.4, а вычисленная — 39.2 % от общего веса. Конечным продуктом термолиза дан- ного клатрата является CdO, что подтверждено рентгенофазовым анализом. Таким образом, полученные термографичес- кие данные, помимо результатов других анализов, свидетельствуют об образовании клатратных со- единений: [CuC6H4(COO)2⋅H2O]⋅H2O⋅1.5HCOOH; [CdC6H4(COO)2⋅2H2O]⋅H2O⋅HCOO. Вхождение молекул муравьиной кислоты в качестве “гостевых” в состав клатрата кадмия, так же, как и в случае клатрата меди, установлено ИК-спектроскопическим методом анализа. ИК- спектры его и исходного комплекса Cd n-C6H4- (COO)2⋅1.5H2O представлены на рис. 1, б, из ко- торых видно, что в отличие от исходного комп- лекса в спектре клатрата появляются полосы по- глощения в области 1700, 1320 и 793 см–1, соот- ветствующие асимметричным ν (CO) и симмет- ричным ν (CO) валентным колебаниям карбок- сильной группы муравьиной кислоты, координи- рованной атомом металла. РЕЗЮМЕ. На основi комплексних сполук синтезо- вано клатрати з терефталевою кислотою. Одержанi кри- стали були пiдданi рентгенографiчному, елементному, ІЧ-спектроскопiчному та дериватографiчному аналiзам. За їх результатами встановлено формули клатратних спо- лук: [CuC6H4(COO)2⋅H2O]⋅H2O⋅1.5HCOOH та [CdC6H4- (COO)2⋅2H 2O]⋅H2O⋅HCOO. SUMMARY. Synthesis – chemical investigation the tereftalats are copper (II) and cadmium (II) clatratic con- nektions. The way complex connections have been synthe- sized klatratic Cu (II) and Cd (II) with tereftalats on acid. The received cristals in rengenoqrafic, element, IR spectro- skopic and deriootoqrafik analyses have been subjected. By results analyses chemical formulos clatratic connections are installed: [CuC6H4(COO)2⋅H2O]⋅H2O⋅1.5HCOOH, [CdC6- H4(COO)2⋅2H 2O]⋅H2O⋅HCOO. 1. Усубалиев Б.Т ., Ганбаров Д.М ., Мовсумов Э.М . и др. // Журн. неорган. химии. -1992. -37, вып. 2. -С. 397—402. 2. Усубалиев Б .Т ., Мусаев Ф.М ., Гулиев Ф.И . и др. // Там же. -1991. -3, вып. 4. -С. 964—968. 3. Усубалиев Б.Т ., Гулиев Ф.И., Ганбаров Д.М ., и др. // Координац. химия. -1992. -18, вып. 12. -С. 1167—1172. 4. Мехтиев М .С., Усубалиев Б .Т ., Ганбаров Д.М . и др. // Журн. неорган. химии. -1997. -23, № 9. -С. 705—713. 5. Усубалиев Б.Т ., Гулиев Ф.И., Ганбаров Д.М . и др. // Журн. структур. химии. -1992. -33, № 6. -С. 203—212. 6. Ашурова С.А . Дисс. ... канд. хим. наук. -Баку, 2004. 7. Амирасланов И.Р., Мусаев Ф.Н ., Мамедов Х .С. // Журн. структур. химии. -1982. -23, № 2. -С. 114—121. 8. Усубалиев Б.Т ., Шпуоин А .Н ., Мамедов Х .С. // Коор- динац. химия. -1982. -8, вып. 11. -С. 1532—1538. 9. Мовсумов Э.М . Дисс. ... докт. хим. наук. -Ташкент, 1989. 10. Ганбаров Д.М ., Томуева А .Ш ., Ашурова С.А ., Усу- балиев Б.Т . // Докл. АН Азерб. -2005. 11. Ганбаров Д.М ., Мамедова С.Р., Томуева А .Ш ., Усу- балиев Б.Т . // Уч. записки АН Азейб. -2006. -VII. -С. 373—391. 12. Ганбаров Д.М ., Мамедова С.Р., Томуева А .Ш ., Усу- балиев Б .Т . // Тез.докл. IV нац. кристаллохим. конф. -Москва, Черноголовка, 26–30 июня. 13. Ганбаров Д.М ., Томуева А.Ш., Ашурова С.А., Усубалиев Б.Т. // Уч. записки АГПУ. -2005. -№ 5. -C. 102—110. 14. Cobbledick R .E., Small R .W . // Akta Crystalogr., Sect. B. -1972. -28, № 10. -P. 2924—2930. 15. Smith R .A . // Ibid. -1975. -31. -H. 1773—1780. 16. Панасюк Г.П ., Азарова Л.А ., Ворошилов И .Л. и др. // Неорган. материалы. -2005. -41, № 11. -С. 1361—1365. Неорганическая и физическая химия Азербайджанская государственная нефтянaя академия, Баку Поступила 04.12.2007 Институт химических проблем НАН Азербайджана, Баку Азербайджанский педагогический университет, Баку 88 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2009. Т. 75, № 2
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-82344
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 0041–6045
language Russian
last_indexed 2025-12-01T07:07:44Z
publishDate 2009
publisher Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
record_format dspace
spelling Усубалиев, Б.Т.
Ганбаров, Д.М.
Томуева, А.Ш.
2015-05-28T18:15:47Z
2015-05-28T18:15:47Z
2009
Синтез и структурно-химические исследования клатратных соединений терефталатов меди (II) и кадмия (II) / Б.Т. Усубалиев, Д.М. Ганбаров, А.Ш. Томуева // Украинский химический журнал. — 2009. — Т. 75, № 2. — С. 85-88. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
0041–6045
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/82344
548.737:547.821
На основе комплексных соединений синтезированы клатраты Cu (II) и Cd (II) с терефталевой кислотой. Полученные кристаллы были подвергнуты рентгенографическому, элементному, ИК-спектроскопическому и дериватографическому анализам. По их результатам установлены химические формулы клатратных соединений: [CuC₆H₄(COO)₂×H₂O]×H₂O×1.5HCOOH; [CdC₆H₄(COO)₂×2H₂O]×H₂O×HCOO.
На основi комплексних сполук синтезовано клатрати з терефталевою кислотою. Одержанi кристали були пiдданi рентгенографiчному, елементному, ІЧ-спектроскопiчному та дериватографiчному аналiзам. За їх результатами встановлено формули клатратних сполук: [CuC₆H₄(COO)₂×H₂O]×H₂O×1.5HCOOH та [CdC₆H₄(COO)₂×2H₂O]×H₂O×HCOO.
Synthesis – chemical investigation the tereftalats are copper (II) and cadmium (II) clatratic connektions. The way complex connections have been synthesized klatratic Cu (II) and Cd (II) with tereftalats on acid. The received cristals in rengenoqrafic, element, IR spectroskopic and deriootoqrafik analyses have been subjected. By results analyses chemical formulos clatratic connections are installed: [CuC₆H₄(COO)₂×H₂O]×H₂O×1.5HCOOH, [CdC₆H₄(COO)₂×2H₂O]×H₂O×HCOO.
ru
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
Украинский химический журнал
Неорганическая и физическая химия
Синтез и структурно-химические исследования клатратных соединений терефталатов меди (II) и кадмия (II)
Article
published earlier
spellingShingle Синтез и структурно-химические исследования клатратных соединений терефталатов меди (II) и кадмия (II)
Усубалиев, Б.Т.
Ганбаров, Д.М.
Томуева, А.Ш.
Неорганическая и физическая химия
title Синтез и структурно-химические исследования клатратных соединений терефталатов меди (II) и кадмия (II)
title_full Синтез и структурно-химические исследования клатратных соединений терефталатов меди (II) и кадмия (II)
title_fullStr Синтез и структурно-химические исследования клатратных соединений терефталатов меди (II) и кадмия (II)
title_full_unstemmed Синтез и структурно-химические исследования клатратных соединений терефталатов меди (II) и кадмия (II)
title_short Синтез и структурно-химические исследования клатратных соединений терефталатов меди (II) и кадмия (II)
title_sort синтез и структурно-химические исследования клатратных соединений терефталатов меди (ii) и кадмия (ii)
topic Неорганическая и физическая химия
topic_facet Неорганическая и физическая химия
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/82344
work_keys_str_mv AT usubalievbt sintezistrukturnohimičeskieissledovaniâklatratnyhsoedineniitereftalatovmediiiikadmiâii
AT ganbarovdm sintezistrukturnohimičeskieissledovaniâklatratnyhsoedineniitereftalatovmediiiikadmiâii
AT tomuevaaš sintezistrukturnohimičeskieissledovaniâklatratnyhsoedineniitereftalatovmediiiikadmiâii