ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2021, том 91, № 9, с. 1474-1476

КРАТКИЕ

СООБЩЕНИЯ

УДК 544.344.3

КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ ИОНОВ КОБАЛЬТА(II)

С 4,4′-БИПИРИДИНОМ В НЕВОДНЫХ РАСТВОРИТЕЛЯХ

Санкт-Петербургский государственный университет,

Университетская наб. 7-9, Санкт-Петербург, 199034 Россия

*e-mail: a.mereshchenko@spbu.ru

Поступило в Редакцию 4 июня 2021 г.

После доработки 28 июня 2021 г.

Принято к печати 3 июля 2021 г.

Получены электронные спектры комплексов кобальта(II) и 4,4′-бипиридина в неводных растворителях

и определены константы устойчивости комплексов. Величины констант устойчивости комплексов и

донорных чисел растворителей изменяются антибатно.

Ключевые слова: комплексообразование, 4,4′-бипиридин, кобальт, неводные растворители, электронная

спектроскопия

DOI: 10.31857/S0044460X21090201

Ионы кобальта(II) и 4,4′-бипиридин (4,4′-bpy)

мерены электронные спектры поглощения раство-

как бидентатный лиганд используются для созда-

ров Co(ClO₄)₂ (10 ммоль/л) и 4,4′-бипиридина (0-

ния металлоорганических каркасных структур [1-

200 ммоль/л) в ДМСO, ДМФА, диметилацетамиде

3]. На топологию каркасных структур существен-

и этаноле. Установлено, что во всех растворителях

ным образом влияют условия синтеза, в частности,

образуется только один комплекс - Co(4,4′-bpy)²⁺.

подбор растворителей, для сольвотермального

Индивидуальные спектры комплекса в разных

синтеза [4]. Наиболее часто в сольвотермальном

растворителях, полученные по результатам хемо-

синтезе применяются полярные донорные орга-

метрической обработки спектров указанных выше

нические растворители, такие как диметилсульф-

серий растворов, показаны на рис. 1. В исследу-

оксид, диметилформамид, диметилацетамид, эта-

емом спектральном диапазоне наблюдается поло-

нол [5]. Подробные механизм и кинетика кристал-

са поглощения с максимумами поглощения при

лизации каркасных структур не изучены, несмотря

490-525 нм как для сольватокомплексов Co²⁺, так

на большое число синтезированных соединений и

и для комплексов Co(4,4′-bpy)²⁺ (d-d-переходы).

широкие области применения [6].

Спектры комплекса Co(4,4′-bpy)²⁺ характеризуют-

ся более высокими коэффициентами экстинкции,

Нами исследована первая стадия образова-

чем спектры сольватокомплексов, что, по-видимо-

ния вторичных строительных блоков каркасных

му, связано с более низкой симметрией комплек-

структур на основе 4,4′-бипиридина и ионов ко-

сов кобальта(II) с 4,4′-бипиридином, чем сольвато-

бальта(II). Методом УФ спектроскопии исследо-

вано комплексообразование ионов кобальта(II) и

комплексов.

4,4′-бипиридина и определены константы устой-

На основании полученных данных рассчи-

чивости комплексов в неводных растворителях

таны равновесные концентрации комплексов и

(ДМСO, ДМФА, диметилацетамид, этанол). Из-

константы их устойчивости (табл. 1). Выявлена

1474

КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ ИОНОВ КОБАЛЬТА(II)

1475

(а)

(б)

λ, нм

Рис. 1. Электронные спектры поглощения сольватокомплексов Co²⁺ (а) и комплексов кобальта(II) с 4,4′-бипиридином

(4,4′-bpy): Co(4,4′-bpy)²⁺ (б) в диметилсульфоксиде (1), диметилацетамиде (2), диметилформамиде (3) и этаноле (4).

антибатность изменения констант устойчивости

та(II) (5 ммоль/л) и различными концентрациями

комплексов кобальта(II) с 4,4′-бипиридином и до-

4,4′-бипиридина (0-200 ммоль/л).

норных чисел растворителей [7]: с увеличением

Измерение спектров проводили в течение 5 мин

основности растворителя константы устойчивости

после приготовления растворов во избежание по-

комплексов уменьшаются. Следовательно, имен-

лимеризации (образования каркасных структур)

но сольватация катиона конкурирует с ацидоком-

при

25°С на прецизионном спектрофотометре

плексообразованием в рассмотренных системах

марки СФ-2000 в кварцевых кюветах толщиной

и определяет возможность формирования каркас-

1 см. Обработку результатов проводили с помощью

ных структур в этих системах.

программного обеспечения ReactLab Еquilibria.

В работе использовали реактивы: 4,4′-бипи-

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

ридин

(>98%, Sigma-Aldrich), Co(ClO₄)₂∙6H₂O

Жеребцова Марианна Михайловна, ORCID:

(>98%, Sigma-Aldrich), ДМСО (ХЧ, Ленреактив),

http://orcid.org/0000-0001-5556-7002

ДМФА (ХЧ, Ленреактив), диметилацетамид (ХЧ,

Невареактив), этанол (ХЧ, Ленреактив); растворы

Богачев Никита Александрович, ORCID: http://

с одинаковой концентрацией перхлората кобаль-

orcid.org/0000-0002-9495-0669

Скрипкин Михаил Юрьевич, ORCID: http://

orcid.org/0000-0001-9841-150X

Таблица 1. Полные константы образования комплексов

Мерещенко Андрей Сергеевич, ORCID: http://

кобальта(II) с 4,4′-бипиридином в различных раствори-

orcid.org/0000-0001-9390-1446

телях и донорные числа растворителей

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

Донорное число,

Растворитель

K₁

ккал/моль

Работа выполнена при поддержке Российского

ДМСО

1.52±0.02

29.8

фонда фундаментальных исследований (проект

Диметилацетамид

2.04±0.01

27.8

№ 20-33-70025 «Стабильность») с использованием

ДМФА

3.03±0.05

26.6

оборудования ресурсного центра Научного парка

EtOH

3.28±0.02

19.2

Санкт-Петербургского государственного универ-

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 9 2021

1476

ЖЕРЕБЦОВА и др.

ситета «Оптические и лазерные методы исследо-

3. Amiri N., Nouir S., Hajji M., Roisnel T., Guerfel T.,

Simonneaux G., Nasri H. // J. Saudi Chem. Soc. 2019.

вания вещества».

Vol. 23. N 7. P. 781. doi 10.1016/j.jscs.2019.03.003

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

4. Niu Y.-F., Cui L.-T., Han J., Zhao X.-L. // J. Solid

State Chem. 2016. Vol. 241. P. 18. doi 10.1016/j.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

jssc.2016.05.024

интересов.

5. Seetharaj R., Vandana P.V., Arya P., Mathew S. // Arab.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

J. Chem. 2019. Vol. 12. N 3. P. 295. doi 10.1016/j.

arabjc.2016.01.003

1. Zhang Y.-S., Enright G. D., Breeze S. R., Wang S. // New

6. Safaei M., Foroughi M. M., Ebrahimpoor N., Jahani S.,

J. Chem. 1999. Vol. 23. P. 625. doi 10.1039/A900562E

Omidi A., Khatami M. // Trends Analyt. Chem. 2019.

2. Lu J., Yu C., Niu T., Paliwala T., Crisci G., Somosa F.,

Vol. 118. P. 401. doi 10.1016/j.trac.2019.06.007

Jacobson A. J. // Inorg. Chem. 1998. Vol. 37. P. 4637.

7. Marcus Y. Ions in solution and their solvation. Hoboken:

doi 10.1021/ic971614g

John Wiley & Sons, 2015. P. 82.

Complex Formation of Cobalt(II) Ions with 4,4′-Bipyridine

in Non-Aqueous Solvents

M. M. Zherebtsova, N. A. Bogachev, M. Yu. Skripkin, and A. S. Mereshchenko*

St. Petersburg State University, St. Petersburg, 199034 Russia

*e-mail: a.mereshchenko@spbu.ru

Received June 4, 2021; revised June 28, 2021; accepted July 3, 2021

The electronic absorption spectra of cobalt(II) complexes with 4,4′-bipyridine in non-aqueous solvents were

registered, and the stability constants of these complexes were determined. The values of stability constants

decrease by increase of the donor numbers of solvents.

Keywords: complex formation, 4,4′-bipyridine, cobalt, non-aqueous solvents, electronic absorption spectros-

copy

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 91 № 9 2021