ЭКСТРАКЦИЯ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ 4-БЕНЗОИЛ- И 4-(3-НИТРОБЕНЗОИЛ)-1-ГЕКСИЛ- 3-МЕТИЛ-2-ПИРАЗОЛИН-5-ОНАМИ
Аннотация
Изучены экстракционные свойства растворов 4-бензоил- и 4-(3- нитробензоил)-1-гексил-3-метил-2-пиразолин-5-онов в хлороформе. Зависимость степени извлечения от рН имеет S-образный вид. Ионы Cu2+, Pb2+, Zn2+, Ni2+, Co2+, Mn2+, Cd2+, Ca2+, Mg2+ извлекаются в виде комплексов с соотношением М(II) : реагент, определенном методом сдвига равновесия, равным 1:2. Меньшее, по сравнению с исходным, значение равновесного рН свидетельствует о катионообменном механизме экстракции. Введение электроотрицательной нитрогруппы в бензоильный фрагмент реагента привело к сдвигу значений рН50 извлечения ионов металлов в более кислую область. Показано наличие корреляционной зависимости между значениями параметров жесткости Клопмана выше перечисленных катионов металлов и величинами рН50 экстракции. Изучено влияние природы растворителя на экстракцию ионов цинка. Добавление в экстрагент полярного изопентанола сдвигает значение рН извлечения металлов в более кислую область. В порядке увеличения значения рН50 экстракции цинка, растворители располагаются в ряд: 30% изопентанол в хлороформе < бензол < ксилол < толуол < хлороформ < дихлорэтан. Введение в экстракт дополнительных нейтральных электронодонорных гидрофобных органических соединений: 1-гексил-3-метил-2-пиразолин-5-она, триизобутилфосфата, триоктилфосфиноксида существенно увеличивает значения коэффициентов распределения цинка. Наблюдаемый синергетический эффект объясняется образованием координационно-ненасыщенного внутрикомплексного соединения цинка с ароилпиразолоном, свободные координационные места в котором заполняются молекулами нейтральных реагентов. При этом происходит замещение воды, и за счет увеличившейся гидрофобности комплекса происходит увеличение экстракции. Подтверждением образования координационно-ненасыщенного комплекса цинка является близкое к единице значение тангенса угла наклона зависимости десятичного логарифма константы распределения металла от рН.
Литература
Petrov B.I. Liquid-liquid extraction: yesterday, today, tomorrow. Izv. Altay. Gos. Un-ta. 2010. N 3–1 (67). P. 184-191 (in Russian).
Tananaev I.G., Letyushov A.A., Safiulina A.M., Gribov L.A., Myasoedov B.F., Goryunova I.B., Baulina T.V., Morgalyuk V.P., Goryunov E.I., Nifantev E.E. Search strategy for new efficient organophosphorus extractants for concentrating radionuclides. Dokl. Chem. 2008. V. 422. N 2. P. 260-264. DOI: 10.1134/S0012500808100054.
Stepanova M.A., Semenov S.A., Turanov A.N. Quantumchemical prediction of the scandium extraction power of phosphonic acids. Russ. J. Inorg. Chem. 2010. V. 55. N 3. P. 454-459. DOI: 10.1134/S0036023610030289.
Matveeva A.G., Goryunov E.I., Goryunova I.B., Bodrin G.V., Brel V.K., Tu A.M., Sinegribova O.A., Safiulina A.M., Lesiv A.V. Effect of the nature of substituents at the phosphorus atom on extraction properties of phosphorylketones toward F-elements. Izv. Akad. Nauk. Ser. Khim. 2014. V. 63. N 11. P. 2493-2501 (in Russian). DOI: 10.1007/s11172-014-0767-4.
Zarifyanova M.Z., Khusnutdinov I.Sh., Aristov I.V., Gryaznov P.I., Vafina S.D., Konstantinova A.V. Petroleum sulfoxides. Communication 1. Establishment by quantum chemical methods of the correlation dependence of the charge on the oxygen atom of the extractant and its extraction ability. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2013. V. 56. N 3. P. 12-15 (in Russian).
Borisova N.E., Reshetova M.D. Quantum chemical modeling of 2,2´-bipyridine-6,6´-dicarboxylic acid dia-mide structures: a relationship between the extraction ability and conformational behavior of the ligands. Izv. Akad. Nauk. Ser. Khim. 2015. V. 64. N 8. P. 1882-1890 (in Russian). DOI: 10.1007/s11172-015-1088-y.
Lesnov A.E., Pavlov P.T., Pustovik L.V., Sarana I.A. 1-Alkyl-3-methyl-4-hydroxyimino-2-pyrazolin-5-ones as extraction reagents. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2017. V. 60. N 5. P. 30–36 (in Russian).
Lesnov A.E. Extraction of zinc and lead perchlorates by diantipyrylmethanes and aryl-di-(1-hexyl-5-hydroxy-3-methyl-4-pyrazolyl)methanes. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2019. V. 62. N 3. P. 15–21 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196203.5775.
Marchetti F., Pettinari C., Psttinari R. Acylpyrazolone ligands: synthesis, structures, metal coordination chemistry and applications. Coord. Chem. 2005. V. 249. P. 2909-2945. DOI: 10.1016/j.ccr.2005.03.013.
Marchetti F., Pettinari R., Pettinari C. Recent advances in acylpyrazolone metal complexes and their potential applications. Coord. Chem. Rev. 2015. V. 303. P. 1–31. DOI: 10.1016/j.ccr.2015.05.003.
Safronova A.V., Bochkarev L.N., Baranov E.V. Synthesis, structure, and some properties of 1-phenyl-3-methyl-4-(2,3,4,5,6-pentafluorobenzoyl) pyrazol-5-one and its lanthanide complexes. Russ. J. Coord. Chem. 2015. V. 41. N 2. P. 118-128. DOI: 10.1134/S1070328415010091.
Parihar S., Jadeja R.N., Gupta V.K. Novel oxovanadium (IV) complexes with 4-acyl pyrazolone ligands: synthesis, crystal structure and catalytic activity towards the oxidation of benzylic alcohols. RSC adv. 2014. V. 4. N 20. P. 10295-10302. DOI: 10.1039/c3ra46896h.
Hills L., Moyano R., Montilla F., Pastor A., Galindo A., Alvarez E., Marchetti F., Pettinari C. Dioxomolybdenum (VI) complexes with acylpyrazolonate ligands: synthesis, structures and catalytic properties. Eur. J. In-org. Chem. 2013. N 19. P. 3352-3361. DOI: 10.1002/ejic.201300098.
Zhang X., Xue H.Z., Wang J.L. Synthesis, structure, quantum calculation and bioactivity of complexes of acylpyrazolone. Chin. J. Inorg. Chem. 2001. V. 17. N 4.
P. 551-556.
De Pascali S.A.; Migoni D., Monari M., Pettinari C., Marchetti F., Muscella A., Fanizzi F.P. Synthesis, crystal structure, and biological study of pt-ii complexes with 4-acyl-5-pyrazolones. Eur. J. Inorg. Chem. 2014. V. 2014. N 7. P. 1249-1259. DOI: 10.1002/ejic.201301479.
Jiang W., Lou B., Wang J., Lv H., Bian Z., Huang C. The influence of triplet levels of bridging ligands on energy transfer processes in Ir(III)/Eu(III) dyads. Dalton Trans. 2011. V. 40. P. 11410-11418. DOI: 10.1039/c1dt10968e.
Remya O.N., Ambili Raj D.B., Reddy M.L.P. Parasubstituted 1-phenyl-3-methyl-4-aroyl-5-pyrazolones as selective extractants for vanadium (V) from acidic chloride solutions. Solvent Extr. Ion Exc. 2006. V. 24. N 6. P. 877-892. DOI: 10.1080/07366290600952576.
Lesnov A.E., Pavlov P.T., Bryzgalova N.V. Extraction of thallium (I) aryl-di-(1-hexyl-5-hydroxy-3-methyl-4-pyrazolyl)methanes. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2001. V. 44. N 3. P. 83-86 (in Russian).
Lesnov A.E., Sazonova E.A., Pavlov P.T. Structure and extractive ability of 1-alkyl- and 3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-ones. Russ. J. Gen. Chem. 2005. V. 75. N 2. Р. 298-302. DOI: 10.1007/s11176-005-0217-y.
Lesnov A.E., Moskvitinova T.B., Sazonova E.A. Extraction of thallium (III) 1-alkyl- and 1-phenyl-3-methylpyra-zol-5-ones from chloride and bromide solutions. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2007. V. 50. N 2. P. 96-100 (in Russian).
Petrukhin O.M. Stability, coordination saturation and extraction behavior of neutral metal complexes in the framework of the theory of hard and soft acids and Pearson bases. Sb. nauchnykh trudov: Chemistry and extrac-tion technology. V. 1. M.: RKHTU. 2001. P. 50-54 (in Russian).
Lesnov A.E., Pustovik L.V., Pavlov P.T., Karmanov V.I., Tiunova T.G. Extraction of metal ions 1-hexyl- and 1-phenyl-3-methyl-4-hydroxyimino-2-pyrazolin-5-ones. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2006. V. 49. N 2. P. 97-101 (in Russian).
Lesnov A.E., Pavlov P.T., Pustovik L.V. 4-Aroyl-1-hexyl-3-methyl-2-pyrazolin-5-ones as extraction reagents of zinc. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2001. V. 44. N 4. P. 27-30 (in Russian).
Alimarin I.P., Petrukhin O.M., Bagreev V.V. General theory of extraction of chelates. Theory and practice of extraction methods. M.: Nauka. 1985. P. 5-40 (in Russian).
Derffel K. Statistics in analytical chemistry. M.: Mir. 1994. P. 159-162 (in Russian).
Turanov A.N., Karandashev V.K., Baulin V.E., Baulin D.V., Khvostikov V.A. Extraction of rare-earth elements(III) with mixtures of 1-phenyl-3-methyl-4-benzoyl-5-pyrazolone and phosphoryl-containing podands. Russ. J. Gen. Chem. 2019. V. 89. N 9. P. 1830-1835. DOI: 10.1134/S0044460X19090178.
Turanov A.N., Karandashev V.K., Baulin D.V., Baulin V.E., Tsivadze A.Y. Extraction of rare-earth elements(III) with mixtures of 1-phenyl-3-methyl-4-benzoyl-5-pyrazolone and 2-phosphorylphenoxyacetamides. Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. N 3. P. 407-413. DOI: 10.1134/S0044457X19030206.
Pavithran R., Varma R.L., Reddy M.L.P. Synergistic solvent extraction of trivalent lanthanoids with mixtures of 1-phenyl-3-methyl-4-pivaloyl-5-pyrazolone and crown ethers. Solvent Extr. Ion Exc. 2003. V. 21. N 6. P. 797-813. DOI: 10.1081/SEI-120025924.
