Матричний синтез комплексних сполук купруму (ІІ) та кадмію (ІІ) з саліциліденсемикарбазоном

Abstract

Матричний синтез комплексних сполук має низку переваг над іншими методами, так як дозволяє одержати нові макроциклічні координаційні сполуки з цінними практичними властивостями. При цьому склад, будова та властивості кінцевих комплексних сполук залежать як від природи катіона металу, так і від наявності реакційноздатних центрів органічного ліганду. Метою даної роботи було встановлення особливостей комплексоутворення купруму (ІІ) і кадмію (ІІ) з саліциліденсемикарбазоном, а також дослідження складу та просторової будови синтезованих координаційних сполук. В роботі наведені дані з синтезу координаційних сполук [Cd(Н2L)(H2O)Cl2] (І), [Cu(НL)Cl]·2H2O (ІІ), Ba[Cu(L’)]2 (ІІІ) та саліцилальдазину (ІV) (де Н2L – семикарбазон саліцилового альдегіду, Н3L’=N,N’-біс(саліциліден)-семикарбазид). Синтез досліджуваних координаційних сполук здійснювали шляхом взаємодії гарячих етанольних розчинів семикарбазону саліцилового альдегіду, МCl2·хH2O (M2+=Cd, Cu; х=0; 2) і саліцилового альдегіду у мольному співвідношенні 1:1:1 при рН 9–10, яке створювали за допомогою Ba(ОН)2 розчиненого в водно-етанольній суміші (1:1). Склад і будову синтезованих комплексних сполук І–ІІІ підтверджено елементним та ІЧ-спектроскопічним аналізами, а у випадку сполук І, ІІ, ІV – методом РСА. Досліджено комплексоутворення солей купруму (ІІ) і кадмію (ІІ) з саліциліденсемикарбазоном в умовах матричного синтезу та показано, що у випадку купруму (ІІ), як матричного центру, реакція протикає швидко з утворенням хлоро(саліциліденсемикарбазон)купруму(ІІ) дигідрату, а у випадку кадмію(ІІ) закінчується утворенням комплексу дихлороаквасаліциліденсемикарбазонкадмію (ІІ). Це пояснюється матричним ефектом катіона купруму(ІІ), тобто дуже суттєвою зміною зарядової складової на потенційних центрах комплексоутворення, що підтверджено квантово-хімічними розрахунками. Для саліцилальдазину, виділеного в умовах матричного синтезу комплексу кадмію(ІІ), запропоновано механізм утворення з використанням вихідних саліциліденсемикарбазону та саліцилового альдегіду. The template synthesis of complex compounds has some advantages over other methods, because it allows producing new macrocyclic coordination compounds with valuable practical properties. At the same time, the composition, structure and properties of the final complex compounds depend both on the nature of the metal cation and the presence of reactive centers of the organic ligand. The purpose of this work was to establish the main features of the formation of copper(II) and cadmium(II) complexes with salicylidenesemicarbazone and determine the composition and spatial structure of the synthesized coordination compounds. The paper reports the data on the synthesis of coordination compounds [Cd(Н2L)(H2O)Cl2] (І), [Cu(НL)Cl] ·2H2O (ІІ), Ba[Cu(L’)]2 (ІІІ) and salicylaldazine (ІV) (where Н2L and Н3L’ represent salicylic aldehyde semicarbozone and N,N’-bis(salicylidene)semicarbazide, respectively). The synthesis of the investigated coordination compounds was carried out by the interaction of hot ethanol solutions of salicylic aldehyde semicarbazone, МCl2·хH2O (M2+=Cd, Cu; х=0; 2) and salicylic aldehyde in a molar ratio of 1:1:1 at the pH value of 9–10 which was adjusted by the addition of Ba(OH)2 dissolved in a water-ethanol mixture (1:1). The composition and structure of the synthesized complex compounds I–III were confirmed by elemental analysis and IR spectroscopy; X-ray diffraction analysis was also used in the case of compounds I, II and IV. The complexation of copper (II) and cadmium (II) salts with salicylidenesemicarbazone under the conditions of template synthesis was investigated. It was shown that the reaction proceeds rapidly with the formation of chloro (salicylidenesemicarbazone) copper (II) dihydrate in the case of copper(II) as a template center; the reaction yields cadmium (II) dichloroaquasalicylidenesemicarbazone complex in the case of cadmium (II). This is due to the template effect of the copper (II) cation, namely, a very significant change in the charge component at potential centers of complexation, which was confirmed by quantum chemical calculations. For salicylaldazine which was separated under the conditions of template synthesis of cadmium (II) complex, the mechanism of its formation with the use of initial salicylidenesemicarbazone and salicylic aldehyde was established.