СИНТЕЗ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Fe (III)-ЭТИОПОРФИРИНА II И ЕГО 5,15-БИС(ПИРИД-3-ИЛ)-ПРОИЗВОДНОГО
Аннотация
В работе синтезированы и охарактеризованы 3,7,13,17-тетраметил-2,8,12,18-тетраэтилпорфин железо (III) ацетат [(AcO)FeTMeTEtP] и 5,15-бис(пирид-3-ил)-3,7,13, 17-тетраметил-2,8,12,18-тетраэтилпорфин железо (III) ацетат [(OAc)OFe(Py-3)2TMeTEtP]. Методом циклической вольтамперометрии изучены электрохимические свойства и электрокаталитическая активность комплексов в реакции электровосстановления молекулярного кислорода в 0,1М растворе КОН. Проведен сравнительный анализ по влиянию комплексообразования, а также функционального замещения в молекуле (введение одного или двух пиридильных фрагментов в мезо-положения макроцикла) на электрохимические параметры и активность алкилзамещенного и пиридилзамещенного порфиринов в реакции ионизации молекулярного кислорода. Исследование электрохимического поведения комплексов близкого строения в рассматриваемых условиях показало существенное влияние пиридильного заместителя на изучаемые свойства. Полученные в нашей работе экспериментальные и литературные данные показали, что для (AcO)FeTMeTEtP и (AcO)Fe(Py-3)2TMeTEtP характерны редокс-процессы с участием как порфиринового макрокольца (L ↔ Lˉ˙, Lˉ˙ ↔ L2ˉ), так и металла (Fe3+ ↔ Fe2+, Fe2+ ↔ Fe+). Обнаружено, что для (AcO)FeTMeTEtP, (Cl)Fe(Py-3)HMeDEtP и (AcO)Fe(Py-3)2TMeTEtP процесс электровосстановления центрального иона металла Fe3+ ↔ Fe2+ протекает при дополнительном введении в систему молекулярного кислорода. Результаты исследования электрокаталитической активности тетрапиррольных соединений в водно-щелочной среде позволяют сделать заключение о положительном влиянии как комплексообразования, так и введения электронодонорных алкильных заместителей в порфириновый макроцикл на процесс электровосстановления молекулярного кислорода. Каталитическая активность изученных соединений в реакции ионизации кислорода возрастает согласно снижению потенциала электровосстановления O2 [E1/2(O2)] в ряду: H2TMeTEtP < (AcO)FeTMeTEtP <
< (AcO)Fe(Py-3)2TMeTEtP.
Для цитирования:
Березина Н.М., Do Ngoc Minh, Базанов М.И., Семейкин А.С., Максимова А.А. Синтез и электрохимические свойства Fe (III) - этиопорфирина II и его 5,15-бис(пирид-3-ил)-производного.Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2018. Т. 61. Вып. 2. С. 29-34
Литература
Kadish K.M., Caemelbecke E.V., Royal G. Electrochemistry of metalloporpyrins in nonaqueous media. In: The Porphyrin Handbook. Eds. K.M. Kadish et al. Academic Press: San Diego. 2000. V. 8. Chapter 55. P. 1-114.
Tarasevich M.R., Davydova E.S. Non-platinum cathodic catalysts for fuel cells with alkaline electrolyte (review). Russ. J. Electrochem. 2016. V. 52. N 3. P. 193-219. DOI: 10.1134/S1023193516030113.
Bazanov M.I., Petrov A.V. Electrochemical and electrocatalytic properties of porphin derivatives and its structural analogues. In: Uspekhi khimii porfirinov. Ed. O.A. Golubchikov. SPb.: NII Khimii St. Petersburg State University. 2007. V. 5. P. 273-292 (in Russian).
Ivanova Yu.B., Semeikin A.S., Glazunov A.V., Mamardashvili N.Zh. Pyridyl-Substituted Porphyrins: II. Synthesis and Basic Properties of Dipyridylporphyrins. Russ. J. Org. Chem. 2010. V. 46. N 6. P. 917-923. DOI: 10.1134/S1070428010060230.
Lyubimova T.V., Syrbu S.A., Semeikin A.S. Synthesis of porphyrins from α-unsubstituted dipyrromethanes. Macroheterocy-cles. 2016. V. 9. N 1. P. 59-64. DOI: 10.6060/mhc150977s.
Do N.M., Berezina N.M., Bazanov M.I., Gyseinov S.S., Berezin M.B., Koifman O.I. Electrochemical behavior of a number of bispyridyl-substituted porphyrins and their electrocatalytic activity in molecular oxygen reduction reaction. J. Porph. Phthal. 2016. V. 20. N 5. P. 615-623. DOI:10.1142/S1088424616500437.
Berezina N.M., Bazanov M.I., Do M.N., Semeikin A.S. Electrochemical properties of 5- (3'-pyridyl) -2,3,7,8,12,18-hexamethyl-13,17-diethylporphyrin and its complexes with Cu (II), Co (II) and Fe (III). Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2012. V. 55. N 11. P. 45-50 (in Russian).
Do Ngoc Minh, Berezina N.M., Bazanov M.I., Semeikin A.S., Glazunov A.V. Electrocatalytic Reduction of Oxygen on Graphitized Carbon Electrode Modified with 5,15-bis(pyrid-4-yl)-3,7,13,17-tetramethyl-2,8,12,18-tetraethylporphine and Its Cu (II), Fe (III) Complexes. Macroheterocycles. 2015. V. 8. N 1. P. 56-64. DOI 10.6060/mhc140714b.
