КОМПЛЕКСОУТВОРЕННЯ КУПРУМУ (ІІ) З АЗОЛЬНОЮ ПОХІДНОЮ ЦИКЛІЧНИХ ЕНАМІНІВ: DOI: https://doi.org/10.17721/1728-2209.2023.1(58).6

Владислав  ЩЕРБАНЬ; Тетяна  КЕДА

Автор(и)

Владислав ЩЕРБАНЬ Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0003-0312-1425
Тетяна КЕДА Київський національний університет імені Тараса Шевченка https://orcid.org/0000-0003-1781-5487

Ключові слова:

енамінонітрили, комплексні сполуки Купруму (ІІ), спектрофотометрія

Анотація

Вступ. Розроблення нових органічних реагентів для спектрофотометричного аналізу залишається актуальним завданням останніх десятиліть. Однією з основних вимог, що висуваються до реагентів, є їхня висока стабільність при зберіганні, зокрема у розчині, що виключає необхідність щоденного приготування нових порцій реагенту й суттєво заощаджує час і матеріальні витрати. Поруч із цим спектрофотометричні реагенти мають задовольняти вимоги контрастності й чутливості реакцій. До таких сполук можна віднести нові похідні циклічних енамінів, що вже запропоновані як реагенти на Цинк. Мета пропонованої роботи – з використанням методу молекулярної спектрофотометрії дослідити комплексоутворення (Z)-2-(бензо[d]тіазол-2-іл)-2-(5-метил-3-оксоіндолін-2-іліден)ацетонітрилу з іонами Купруму (ІІ). Об'єктом дослідження є комплексоутворення в системі "(Z)-2-(бензо[d]тіазол-2-іл)-2-(5-метил-3-оксоіндолін-2-іліден)ацетонітрилу – іони Купруму (ІІ)".

Методи. Комплексоутворення вивчали методом спектрофотометрії. Склад комплексної сполуки встановлювали за методами оброблення спектральних даних (Моланда, Старіка і Барбанеля). Розрахунок умовної константи стійкості здійснювали обробленням даних за методом Бента і Френча.

Результати. Взаємодія (Z)-2-(бензо[d]тіазол-2-іл)-2-(5-метил-3-оксоіндолін-2-іліден)ацетонітрилу з іонами Купруму (ІІ) у водно-органічному (83 % ДМСО) середовищі характеризується появою синього забарвлення розчину з максимумом світлопоглинання у спектрах за 620 нм. Контрастність реакції становить 90 нм. Установлено, що в розчині домінує комплексна сполука складу 1 : 1, розрахована умовна константа стійкості становить lgK^f = 9,91 ± 0,05. Межа виявлення (3S) Купруму (ІІ) становить 0,78 мкмоль/л.

Висновки. Показано, що азольна похідна циклічних енамінів (Z)-2-(бензо[d]тіазол-2-іл)-2-(5-метил-3-оксоіндолін-2-іліден)ацетонітрилу є ефективним органічним N,N-реагентом для спектрофотометричного визначення іонів Купруму (ІІ) у розчині. Реакція взаємодії у середовищі трис(гідроксиметил)амінометану гідрохлориду (Tris-HCl), pH 7,2 / ДМСО (1 : 5), є контрастною (Δλ = 90 нм). У спектрах поглинання комплексної сполуки наявна смуга в діапазоні 560–720 нм із λ_макс = 620 нм, що зумовлює синій колір розчину. За методами оброблення спектральних даних (Моланда, Старіка і Барбанеля) установлено, що в розчині домінує комплексна сполука CuL⁺. Форми кривих діаграм зсуву рівноваги за сталої концентрації ліганду або іонів металу вказують на утворення сполуки середньої стійкості. Це підтверджено значенням розрахованої умовної константи стійкості (метод Бента і Френча), що становить lgK^f = 9,91 ± 0,05. Розчини комплексної сполуки виявляють стабільність і не змінюють властивостей при зберіганні в закритій віалі понад 6 місяців. Світлопоглинання розчинів за 640 нм (за мінімального впливу фону) лінійно зростає зі збільшенням вмісту іонів Купруму (ІІ) в розчині. Діапазон лінійності калібрувального графіка для спектрофотометричного визначення іонів Купруму (ІІ) становить від 2 до 20 мкмоль/л. Обраний реагент характеризується високою чутливістю щодо іонів Купруму (ІІ) – межа виявлення, що розрахована за 3S-критерієм, становить 50 мкг/л. Дослідження впливу сторонніх іонів на аналітичний сигнал показало низьку вибірковість за присутності сумірних кількостей іонів Цинку (ІІ), а також іонів Кобальту (ІІ), за умови зберігання розчину проби понад 30 хв. Отже, досліджений органічний реагент є перспективним для аналізу об'єктів на вміст мікрокількості іонів Купруму за умови попереднього відокремлення іонів Цинку від проби.

Посилання

Fisher, B. E., Haring, U. K., Tribolet, R., Sigel, H. (1979). Metal ion/buffer interactions. stability of binary and ternary complexes containing 2-amino-2(hydroxymethyl)-1,3-propanediol (tris) and adenosine 5'-triphosphate (ATP). European Journal of Biochemistry, 94(2), 523–530. https://doi.org/10.1111/j.1432-1033.1979.tb12921.x

Kuleshova, O., Shcherban, V., Khilya, O., Keda, T., Zaporozhets, O., Volovenko, Yu. 2-Hetaryl-2-(5-R-3-oxoindolin-2-ylidene)acetonitriles, method of their synthesis and application for spectrophotometric 3d-metals determination, UKR Patent 120127, 2019.

Malik, M., Chan, K. H., Gisele, A. (2021). Quantification of nickel, cobalt, and manganese concentration using ultraviolet-visible spectroscopy. RSC Adv, 11, 28014–28028. https://doi.org/10.1039/D1RA03962H

Marczenko, Z., Balcerzak, M. (2000). Separation, Preconcentration and Spectrophotometry in Inorganic Analysis, Volume 10 (Analytical Spectroscopy Library). Elsevier B.V.

Nagaj, J., Stokowa-Sołtys, K., Kurowska, E., Frączyk, T., Jeżowska-Bojczuk, M., Bal, W. (2013). Revised coordination model and stability constants of Cu(II) complexes of Tris Buffer. Inorganic Chemistry, 52(24), 13927–13933. https://doi.org/10.1021/ic401451s

Nagarajan, R., Varadaraju, C., Lee, K. H. (2021). Recent advancements in the role of N-Heterocyclic receptors on heavy metal ion sensing. Dyes and Pigments, 191, 109331. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2021.109331.

Shcherban, V., Kuleshova, O., Keda, T., Khilya, O., Gras, E., Volovenko, Yu. (2022). 2-Azahetaryl-2-(oxoindolin-2-ylidene)acetonitriles as Colorimetric Probes for Zn: Synthesis and Optical Properties. ACS Omega. 7, 47, 42819–42827. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c04747

Zaporozhets, O., Paustovska, A., Zinko, L., Davydov, V. (2015). Formation of the intensively fluorescent mixed-ligand complex of Zr(OH)3+ with 3,5,7,2′,4′-pentahydroxyflavone in the presence of fluoride. Journal of Fluorine Chemistry. 170, 52–56. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2014.12.009