Изучение комплексообразования редкоземельных и других элементов с некоторыми комплексонами, производными изомеров диаминоциклогексана и дикарбоновых кислот тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.01 ВАК РФ

Сокращения, используемые в текоте диссертации

Структурные формулы синтезированных комплексонов и их ближайших аналогов .•••.•.,.•.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

ГЛАВА I. О КОМПЛЕКСОНАХ, ПРОИЗВОДНЫХ ИЗОМЕРОВ ДИАМИНО-ЦИКЛОГЕКСАНА И КОМПЖКСОНАХ, ПРОИЗВОДНЫХ

ДШРБОНОВЫХ КИСЛОТ .13

1.1. Синтез комплексонов .;. 13

1.2. Константы кислотной диссоциации . 14,

1.3. Комплексы ЩЗМ и магния .•.••. 16

1.4. Комплексы d - переходных и некоторых других элементов . . 19

1.5. Комплексы РЗЭ .23

ГЛАВА П. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ .32

2.1. Метод рН-метрического титрования . 32

2.1.1. Определение констант кислотной диссоциации четырехосновных кислот . . . J32

2.1.2. Потенциометрический метод определения констант устойчивости комплексов . 33

2.2. Косвенный потенциометрический метод с применением стационарного ртутного электрода .;.34

2.3. Косвенный потенциометрический метод с применением капающего амальгамного электрода из амальгамы меди . 36

2.4. Спектрографический метод . 38

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Стр.

ГЛАВА Ш. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА . 40

3.1. Синтез КПДК-ДЦГ.40

3.1.1. Синтез транс-1,2-диаминоцикло-гексан- N \N - дималоновой кислоты . . 41

3.1.2. Синтез цис-1,З-диаминоцикло-гексан - N , N' - дималоновой кислоты .42

3.1.3. Синтез транс-I,4-диаминоцикло-гексан- N, N - дималоновой кислоты .•••.••••• 43

3.1.4. Синтез цис-1,4-диаминоцикло-гексан- N , N - дималоновой кислоты .•.••.••• 43

3.1.5. Синтез транс-I,2-диаминоцикло-гексан- N , N' - диянтарной кислоты.44

3.1.6. Физические свойства КПДК-ДЦГ . 45

3.2. Исходные вещества и используемые приборы. . 46

3.3. Математическая обработка результатов эксперимента . . 47

Результаты исследования изложены в четырех главах. Первые две главы (литературный обзор) посвящены комплексонам-аналогам и использованным в работе методам исследования. В двух главах экспериментальной части содержатся данные о синтезе и изучении комплексообразувдей способности новых комплексонов.

- 13

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Г Л А В А I .

О КОМПЛЕКСОНАХ, ПРОИЗВОДНЫХ ИЗОМЕРОВ ДШШИНОЦИКЛО

ГЕКСАНА И КОМПЛЕКСОНАХ, ПРОИЗВОДНЫХ ДИКАРБОНОВЫХ

КИСЛОТ

1. Шварпенбах Г., Флапша Г. Комплексометрическое титрование. М.: Наука, 1970.

2. Дятлова Н.М., Тёмкина В.Я., Колпакова И.Д. Комплексоны. М.: Химия, 1970.

3. Пршибил Р. Аналитическое применение этилендиаминтетрауксусной кислоты и родственных соединений. М.: Мир, 1975.

4. Бабич В.А. Исследование комплексообразования редкоземельных и некоторых других элементов с комплексонами, производными дикарбоновых кислот.: Автореф. дне. канд. хим. наук. Томск, I97I.

5. Бабич В.А., Горелов И.П. Комплексообразующие свойства комплексонов, производных длкарбоновых кислот. Ж анал. химии, 1972, т. 27, J 8, с. I480-I483. g

6. Костромина Н.А. Комплексонаты редкоземельных элементов. М.: Наука, 1980.

7. Мартыненко Л.И. Комплексоны и охрана окружающей среды. Б кн.: Тезисы докладов II Всесоюзного совещания по химии и применению комплексонов и комплексонатов металлов. М.: 1983.

8. Илиел Э., Аллиджер Н., Энкиал , Моррисон Г. Конформапионный анализ. М.: ГЛир, 1969.

9. Дашевский.В.Г. Конформаиии органических молекул. М.: Химия, 1974.

10. Якубёнок В.Б. Исследование реакций гидрирования фенилендиаминов, алкил-, окси- и алкоксианилинов и конфигурационной изомеризации их гексагидропроизводных на R u и R h катализаторах. Автореф. дис. канд. хим. наук.- М., 1979. 11, Schwarzenbach G., Ackermann Н. Komplexone XYII. Б1е Dia-

11. Яшунский В.Г., Щукина М.Н. Вещества с комплексообразующей способностью. Синтез и структура "комплексона 1У" 1,2 диаминопиклогексан N,N,N*,NV тетрауксусной кислоты. ЖОХ, 1958; т. 28, I, с. 230-234.

12. Furlani А., Gattiegno D., Giuliani A.M. Polarography of the corper (II) 1,4 Cy DTA system, J. Elektroanal. Chem., V. 15, N 2, p. 381-388.

13. Major I., Spinger V,, Kopecka B, Nove complexany (VIII). Kyselina etilendiamin N, N* dioantarova a spektrofotometricke stydium jej komplexov s tazkymi kovini. Chem. zvesti, 1966, s. 20, H 20, s. 414-422. 15. A.c. 455946 (СССР).Способ получения комплексонов-производных янтарной кислоты (А.П.Самсонов, И.П.Горелов). Опубл. в Б.И., 1975, I, с. 51; ЖИ С 07с, 101/26.

14. Танчук Ю.В., Ральчук И.А. Взаимодействие эфиров малеиновой кислоты с этилендиамином. Укр. хим. к., 1976, т.42, 2, с. 390-394. 17. А.с. 316685 (СССР). Способ получения этилендиаминдималоновой кислоты (И.П.Горелов, Б.А.Бабич). Опубл. в Б.И., I97I, 30, МКИ С07с, 101/26.

15. Горелов И.П. Исследование комплексообразующей способности комплексонов, производных дикарбоновых кислот. Дис. докт. хим. наук. Калинин, 1979. 19» Dvorakova Е,, Struhar М,, Majer I., Kabelikova L, Neue Komplexane. XXYII. Sintese der Athylendiamin N,N* dimalonsaure, der Athylendiamin (3) N,N*- (2,2 diglutarsam?e) und die potentiometrische Forschungen ihrer

16. Tanaka N., Ogino H. Л Cobalt (II) Complex with Trimethilenediaminetetra acetate. Bull. Chem. Soc. Japan, 1964, V. 57, N 6, p. 877-879.

17. Mashichara M,, Ando Т., Murase I. Syntesis and Metall Chelate Stability of N,N* Ethylene bis (aminomalonic) Acid. Bull. Chem. Soc. Japan, 1975, v. 46, N 5, p.. 844-847.

18. Мадег I., lokl V., Dvorakova E. Nove komplexane (XIII). Potentiometricke a elektroforeticke studium kiseliny ethilendiamin N,N dijantarovej a jej kovovych chelatov. Chem. zvesti, 1968, s. 22, N 6, s. 415-425*

19. Новикова Л.Б. Исследование комплексов РЗЭ с производными этилендиаминдиуксусной кислоты. Дис. канд. хим. наук. Киев, 1980.

20. Япимирский К.Б. Введение

21. Уильяме Д. Металлы низни. М.: Мир, 1975.

22. Holloway I.H. and Reilley. Metal Chelate Stability Constans of Aminopolycarboxylate Ligands.Analit. Chem., i960, V. 52, N 2, p. 249-256.

23. Schwarzenbach G., Gut R., Anderreg G. Komplexone XXV. Die polarograxische Untersuchung von Austauschgleichgewichten. Neue Daten der Bildungskonstauten von Metall komplexen der Athylendiamintetraessigsaure und der 1,2 Diamine eye lohexan tetraessigsaure. Helv. Chim. Acta, 1954, V. 57, N 4, s. 957-957.

24. Bjerrum I., Schv/arzenbach G., Sillen G. Stability constants of metal-ion Complexes, with Solybility Products of

25. Горелов И.П., Бабич Б.A. Комплексообразование щелочноземельных элементов с этилендиаминдиянтарной кислотой. Ж. неорган, химии, I97I, т. 16, J 4, с. 902-906.

26. Ноздрюхнна Л.Р. Биологическая роль микроэлементов в организме животных и человека. М.: Наука, 1977.

27. Мешкова Л.С. Перспективы использования комплексонов в гальванотехнике. В кн.: Тр. Киевск. политехи, ин-та. 1962, 36, 13, с. 13-19.

28. Ямпольский A.M. Гальванотехника. Л.: Машгиз, 1968. 55- Matyska В., Dolezal I, Roubalova D. Bemerkung zum polarografischen Verhalten der Athylendiamintetraessigsaure und der 1,2 Diaminocyclohexan N,N,N*, N*- tetraessigsaure.Gollection Czechoslov. Commun., 1956, v. 2l, N I,s.I07-Il2.

29. Jain D.S. and Gaur I.N. Polarographic Study of the Complexes formed bi Zink, Manganese, Nickel and Cobalt with 1:2 Diaminocyclohexanetetra acetic Acid. Jour. Indian. Chera. Soc, 1967, v. 44, N 5, p. 436-443.

30. Giuliani A.M., Gatterno D. and Furlani A. Polarography of Copper (II) Cyclohexane 1,2 diamine N,N,N*,N* tetraacetic Acid. J. Elecktroanal. Chem., I968, v. I8, N 18, p. I5I-I58.

31. Карадаков Б,, Бойкова Д. Изучавание комплексообразуването на С г (III) с етилендиаминтетраацетата и диаминоииклохексантетрааиетата киселина по спектрофотометричния метод. Годишн. Висш. хпм-технол. ин-т. София, 1972 (1973), т.19, I, с. 209-218.

32. Карадаков Б., Бойкова Д., Алексиева А., Венкова Д. Спектрофотометрично иэследование на комплексообразуването на Р Ъ (II)

33. Klosterboer I.G. Interation of bivalent metal ions with their chelates of ethylendinitrilotetraacetic acid (EDTA) and 1,2 trans-cyclohexlilenedinitrilotetraacetic acid (CDTA). Inorg. Chem., 1975, v. 14, N 5, p. 536-540.

34. Smith G.F. and Margerum D.W. Multidentate Ligand Kinetics. XIII. Lead (II) and Copper (II) Supression of Their Rate of Exchange v/ith 1,2 Diaminocyclohexanetetraacetatocadmate (II). Inorg. Chem., 1969, v. 8, N I, p. I35-I38.

35. Езерская H.A., Соловых Т.П., Шубочкин Л.К., Салынь Я.В., Ротов А.В. Синтез и изучение соединений рутения (III) с транс-1,2 ииклогександиаминтетрауксусной кислотой. Ж. Коорд. химия, 1975, т. I, В 12, с. I625-I629.

36. Самсонов А.П., Горелов И.П. Об устойчивости комплексов марганца (II) с комплексонами, производными дикарбоновых кислот, Ж. неорган, химии, 1974, т. 19, В 8, с.2115-2117.

37. Самсонов А.П., Горелов И.П, Полярографическое определение констант устойчивости комплексов никеля (II) с комплексонами, производными дикарбоновых кислот. Ж. неорган, химии, 1973, т. 18, Ш 7, с. I988-I989.

38. Самсонов А.П., Горелов И.П. Исследование комплексообразования никеля (II) с комплексонами, производными дикарбоновых кислот, Ж. неорган, химии, 1972, т. 17, 8, с.2204-2207.

39. ГорелоБ И.П., Самсонов А.П., Бабич А.В. Потенииометрическое исследование комплексообразоваьшя ртути (II) с некоторыми комплексонами. Ж. неорган, химии, 1972, т. 17, i 7, e с. 2096-2099.

40. Самсонов А.П. Исследование комплексообразования некоторых

41. Яцимирский К.Б. Комплексоны и макроииклы, сходство и различие. Ж, неорган, химии, 1983, т. 28, 12, с. 2995-3002,

42. Шпингер Б., Котоучек М., Майер М. Получение и исследование комплексов меди П с этилендиамин -IT,IT* диянтарной кислотой. Ж. неорган, химии, 1983, т. 28, I, с.159-161.

43. Координационная химия редЕЮземельных элементов, под. ред. Спицына В.И. и Мартыненко Л.И., МГУ, 1979.

44. Япимирский К.Б., Костромина Н.А., Шекэ З.А., Давиденко Н.К., Крисе Е.Е., Ермоленко В.И. Химия комплексных соединений редкоземельных элементов. Киев, Наукова думка, 1966.

45. Moeller Т., Hseu Т.М. The stabilities of the trans 1,2 diamincyclohexan N, N* tetraacetic acid chelates of the tripositive ions. J. Inorg. Nucl. Chem., 1962, V. 24, К 12, p. 1635-1642.

46. Тананаева H.H,, Костромина Н.А.,,Новикова Л.Б. Комплексообразование неодима с гидроксиэтилениминодиуксусной кислотой, в кислой области. Ж. неорган, химии, I97I, т. 16, 6, с. I569-I574.

47. Костромина Н.А., Тананаева Н.Н. Исследование комплексов лантана и лютеция с ииклогександиаминтетрааиетатом методом ЯМР. Ж. неорган, химии, I97I, т. 16, }h 5, с. 12721274.

48. Костромина Н.А., Тананаева Н.Н. Термодинамические характеристики комплексов европия с этилендиамин- и пиклогександиаминтетраапетатами. Ж, неорган, химии, I97I, т. 16, 9, с. 2356-2361.

49. Nissen G.A., Margerum D.W. Multidentate Ligand Kinetics. XIV. Formation and Dissotiation Kinetics of Rare EarthCyclohexilendiaminetetraacetate Complexes.-Inorg. Chem., 1970, V. 9, 8, p. 1814-1820.

50. Степанов А.В., Макарова Т.П. Кинетика диссопиаиии комплексов с 1,2 диаминоинклогексантетрауксусной кислотой. Ж. неорган, химии, 1974, т. 19, 9, с. 2348-2350.

51. Никитинко И., Мартыненко Л.И,, Печурова Н.И,, Спипын В.И. Кинетика обменного взаимодействия между транс-ииклогександиаминтетраапетатом неодима (III) и аквоионами европия (III) и гольмия (III) в растворах HgO и ВО.-Изв. АН СССР, серия хим., 1983, 10, с. 2I83-2I86.

52. Степанов А.В., Гедеонов А.Д. Влияние ионов меди (II) на кинетику диссоппапин 1,2 диаминоииклогексантетраапетата европия (III) и этилендиаминтетраапетата тулия (III). Ж. физ. химии, 1975, т. 49, 15 7, с. I706-I709.

53. Горелов И.П., Бабич В.А. О комплексообразовании редхшземельных элементов с этилендиамин N,N* дималоновой кислотой. Ж, неорган, химии, 1972, т. 17, JI 3, с.641-644.

54. Dvorakova Е., Pikulikova L. und Major J. Neue Komplexane XXXI, Chelate der Athylendiamin 1I,N* dimalonsaure,

55. Муратова Н.М., Мартыненко Л.И. Изучение комплексообразования редкоземельных элементов с этилендиаминдиянтарной кислотой методом рН-метрического титрования. Ж. неорган, химии, 1979, т. 24, В 6, с. I543-I545.

56. Sunar О.Р., Trivedi С Р Stepvise formation of metal chelaten of etilenediaminedisuccinic acid. J. Inorg. Nucl. Chem., 1972, v. 34, N 10, p. 3287-3290.

57. Sunar O.P., Так S., Trivedi C.P. Stability constante of Ho (III) and Y6 (III) complexes with multidentate ligands.J. Inorg, Nucl. Chem., 1974, v. 36, N 5, p. II63-II65.

58. Sunar O.P., Так S., Trivedi C.P. Stepvise formation of Gd (III) and Ъу (III) complexes with multidentate ligands.J. Inorg. Chem,, 1974, v. 36, N 5, p. II63-II65.

59. Бабич Б.A., Горелов И.П. Полярографическое исследование комплексообразования РЗЭ с этилендиаминдиянтарной кислотой, Ж. аналит. химии, I97I, т. 26, В 9, с. I823-I835.

60. Костромина Н.А., Новикова Л.Б. Спектрографическое исследование комплексов неодима с аспарагиновой и.этилендиаминдиянтарной кислотами. Коорд. Х1МИЯ, 1976, т. 2, В 7, с. 903-907.

61. Костромина Н.А., Новикова Л.Б., Танаева Н.Н. Исследование комплексообразования неодима с этилендиаминдиянтарной кислотой спектрографическим методом. Ж. неорган, химии, 1979, т. 24, В 5, с. I209-I2I3.

62. Муратова Н.М., Мартыненко Л.И., Спипын Б.И., Бабич В.А., Коллеганов М.Ю. Этилендиаминдисукгтпнаты неодима. Изв. АН СССР, сер. хим., 1979, В 7, с. I43I-I435.

63. Костромина Н.А., Новикова Л.Б. Исследование комплексов неодима с этилендиаминдималоновой и этилендиаминдиглутаровой кислотами методом ядерной магнитной релаксации. Ж. неор. ган. химии, 1980, т. 25, 8, с. 2I04-2I09.

64. Мартыненко Л.И., Спииын Б.И., Муратова Н.М. О возможности образования шестичленних циклов в комплексах неодима (III) с этилендиаминдиянтарной кислотой. Докл. АН СССР, 1978, т. 241, 7, с. I348-I35I.

65. Муратова Н.М,, Мартыненко Л,И. Изучение свойств и строения комплексонатов РЗЭ производных янтарной кислоты. Б кн.: Тезисы докладов I Всесоюзного совещания по химии и применению комплексонов и комплексонатов металлов. М.: 1978, с. 81,

66. Schwarzenbach G., Willi А., Bach R.O. Komplexone lY. Die Aciditat und die Erdalkalikomplexe der Anilindiessigsaure imd ihrer Substitutionsproducte. Helv. chim. acta., 197» V. 50, N 5, s. 1305-1520-

67. Шлефер Г.Л. Комплексообразование в растворах. М-Л.: Химия, 1964. 76. Бек М. Химия равновесий реакций комплексообразования. М.: Мир, 1973.

68. Бьеррум Я. Образование амминов металлов в водном растворе. М.: Из-во иностр. лит., I96I,

69. Schmid E.V/., Reilly C.N. Aparid eleckrochemikal method for the determination of metal chelate stability constants. J. Amer. Chem. S o c 1956, v. 78, N 5, p. 55I5-55I8.

70. Birch. C.G, Manaham S.E, Potenziometrie investigation of glucinate and tyrosinate complex of copper (II) v/ith a dropping amalgam electrode of simple design, Analyt, Chem,, 1967, V. 67, N II, p, II82-II84.

71. Горелове P.M., Бабич В.А., Горелов И.П. Потенииометрическое исследование образования комплексов меди с этилендиаминдиянтарной и этилендиаминтетрауксусной кислотами. Я. неорган. химии, I97I, т. 16, 7, с. I873-I877.

72. Капустников А.И., Горелов И.П. Потенииометрическое исследование образования комплексов меди с 1,3 диаминопропан Ж, и* диянтарной и 2-окси-1,3- диаминопропандиянтарной кислотами. Ж. неорган, химии, 1976, т. 21, 1, с. 136-140.

73. Терновая Т.Е., Костромина И.А. Расщепление полос в спектрах поглощения неодима и европия в поле лигандов при комплексообразовании. Ж. неорган, химии, 1965, т. 10, И 9, с. 2023-2029.

74. Костромина Н.А., Терновая Т.В., Романенко Э.Д., Япнмирский К.Б. Спектрографический метод определения констант устойчивости комплексов редкоземельных элементов. Теор. и экспер. химия, 1966, т. 2, 3, с. 673-678.

75. Терновая Т.Е., Костромина Н.А., Романенко Э.Д. Определение констант устойчивости некоторых комплексов неодима спектрографическим методом. Укр. хим. Е., 1967, т. 33, 7, с 651-657.

76. Яиимирский К.Б,, Костромина Н.А., Терновая Т.Е., Романенко Э.Д. Спектрографический метод определения констант ус77. Япимирский К.Б., Давиденко Н.К., Костромина Н.А., Терновая Т.В. Определение химического строения координапионных соединений лантаноидов на основе их спектров поглощения. Теор. и экспер. химия, 1965, т. I, А I, с. 100-105.

78. Давиденко Н.К., Яиимирский К.Б. Закономерности смещения полос в спектрах ионов лантаноидов при комплексообразовании Б растворах. Теор. и экспер. химия, 1970, т. 6, J 9, с. 620-628.

79. Козлов Ю.М., Светогоров Ю.Е., Смирнова Т.И. Новое в методах синтеза комплексонов, производных дикарбоновых кислот. Б кн.: Тезисы докладов областной научно-практической конференпии "Молодые ученые Верхневолжья.- народному хозяйству области", Калинин, 1978, с. 16-17.

80. Сусленникова В.М., Киселева Е.А. Руководство по приготов81. Чарыков А.К. Математическая обработка результатов химического анализа. Л.: Из-во Ленинградского ун-та, 1977.

82. Румшинский Л.З. Математическая обработка результатов эксперимента. М,: Наука, I97I.

83. Смирнова Т.И., Горелов И.П., Светогоров Ю.Е., Малахаев Е.Д. Изучение комплексообразующей способности новых комплексонов, производных изомеров диаминопиклогексана и дикарбоноЁых кислот. Б кн.: Тезисы докладов II Всесоюзного совещания по химии и применению комплексонов и комплексонатов металлов. М.: 1983, с. 35.

84. Сглирнова Т.И., Горелов И.П., Якубёнок В.В. Исследование комплексообразования щелочноземельных металлов с пис- и трансизомерами 1,4-диаминоциклогексан-Н,Н* 1585.

85. Смирнова Т.И., Горелов И.П. Потенпиометрическое исследование комплексообразования ртути (II) с транс-1,2 диаминоииклогексан н,ж* дималоновой кислотой. Ж. неорган. химии, 1978, т. 23, J 10, с. 2719-2723.

86. Горелов И.П., Светогоров Ю.Е., Смрнова Т.Н., Бабич В.А., Никольский В.М., Козлов Ю.М. Синтез и исследование комплексонов, производных дикарбоновых кислот. В кн.: Тезисы докладов I Всесоюзного совещания по химии и.применению комплексонов и комплексонатов металлов. М.: 1978, с. 9.

87. Смирнова Т.Н., Горелов И.П. Потенпиометрическое исследование комплексообразования РЗЭ с транс-1,2 диаминоииклогексан N, N» дималоновой кислотой. Ж. неорган, химии, 1980, т. 25, }Ь II, с. 2967-2970. дималоновой кислоты. Ж. неорган, химии, 1982, т. 27, 6, с.1584-

88. Мартыненко Л.И. Исследование комплексообразования редкоземельных элементов с нeкoтopыiяй органическими лигандами. Дис. докт. хим. наук. У 1973.

89. Костромина Н.А. Определение дентатности, проявленной комплексонами в некоторых комплексах неодима, по их спектрам поглощения. Укр. хим. ж., 1969, т. 35, }Ь 12, с. 12431247.

90. Костромина Н.А., Новикова Л.Б., Терновая Т.Е. Исследование комплексов неодима с этилендиаминдиуксусной кислотой спектрографическим методом. Ж. неорган, химии, 1974, т. 19, ib 10, с. 2654-2658.

91. Костромина Н.А., Словаческая Э.М. Спектрографическое исследование комплексообразования неодима с этилендиаг-шнтетрааиетатом. Ж. неорган, химии, т. 13, 5, с. II05IIIO.

92. Костромина Н.А. Новые возможности исследования комплексообразования РЗЭ в растворах на основе спектральных методов.-Ж. неорган, химии, 1979, т. 24, J II, с. 3016-3020.

93. Муратова Н.М. Изучение комплексонатов редкоземельных элементов, образованных шлинодиянтарной и этилендиаминдиянтарной кислотами: Автореф. дис. канд. хим. наук. М., 1979.