ЭКСТРАКЦИЯ ИОНОВ ЦИНКА 1-АЛКИЛ-4-АРОИЛ-3-МЕТИЛ-2-ПИРАЗОЛИН-5-ОНАМИ
Аннотация
На примере экстракции цинка (II) из ацетатных буферных растворов обсуждено влияние строения 1-алкил-4-ароил-3-метил-2-пиразолин-5-онов на их экстракционные свойства в растворе хлороформа. Ионы Zn2+ извлекаются по катионообменному механизму в виде комплексов с соотношением Zn (II) : реагент, определенным методом сдвига равновесия, равным 1:2. Зависимость степени извлечения от рН имеет стандартный S-образный вид. Изучено межфазное распределение 3-нитробензоилпиразолонов с алкильными радикалами различной длины в первом положении пиразолинового кольца между хлороформом и ацетатными буферными растворами в зависимости от величины рН. В щелочных средах реагенты полностью переходят в водную фазу. В кислых растворах, вплоть до 1 моль/л по HCl, соединения практически полностью находятся в органической фазе. Максимальные значения коэффициента распределения наблюдаются для реагентов с максимальной длиной алифатического заместителя в первом положении пиразолинового кольца. Определены константы ионизации реагентов (Ka) в водно-спиртовой среде. Рассчитаны значения концентрационных констант экстракции цинка (II) (Kex). Установлено наличие хорошей корреляционной зависимости между значениями lgKex 4-ароил-1-гексил-3-метил-2-пиразолин-5-онами (АГМП) и значениями lgKa реагентов. Также существует удовлетворительная корреляция между концентрациями реагентов, обеспечивающими 50% извлечение ионов цинка (II), и значениями σ констант Гаммета заместителей в ароильном фрагменте реагента. Квантово-химическим методом АМ1 рассчитана энергия депротонирования (ΔНдепр.), как разность значений теплот образования основной и ионизированной форм производных АГМП и установлена удовлетворительная корреляция между значениями ΔНдепр. и значениями lgKa, lgKex и рН50 извлечения цинка (II).
Литература
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. Quantum-chemical 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., Tu A.M., Safiullina A.M., Goryunova I.B., Bodrin G.V., Lesiv A.V., Sinegribova O.A., Brel V.K. Effect of the nature of substituents at the phosphorus atom on extraction properties of phosphorylketones toward F-elements. Izv. Akad..Nauk. 2014. V. 63. N 11. P. 2493-2501 (in Russian). DOI: 10.1007/s11172-014-0767-4.
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. Extraction of zinc and lead perchlorates by diantipyrylmethanes and aryl-di-(1-hexyl-5-hydroxy-3-methyl-4-pyrazolyl)methanes. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2019. V. 62. N 3. P. 15–21 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20196203.5775.
Borisova N.E., Reshetova M.D. Quantum chemical modeling of 2,2´-bipyridine-6,6´-dicarboxylic acid diamide structures: a relationship between the extraction ability and conformational behavior of the ligands. Izv. Akad..Nauk. 2015. V. 64. N 8. P. 1882-1890 (in Russian). DOI: 10.1007/s11172-015-1088-y.
Zolotov Yu.A., Kuzmin N.M. Extraction of metals with acylpyrazolones. M.: Nauka. 1977. 144 p. (in Russian).
Remya O.N., Ambili Raj D.B., Reddy M.L.P. Parasubstituted 1-phenyl-3-methyl-4-aroyl-5-pyrazolones as se-lective extractants for vanadium(V) from acidic chloride solutions. Solv. Extract. Ion Exchange. 2006. V. 24. N 6. P. 877-892. DOI: 10.1080/07366290600952576.
Marchetti F., Pettinari C., Pettinari 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. Inorg. 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. Chinese J. Inorg. Chem. 2001. V. 17. N 4. P. 551-556. DOI: 10.1093/bioinformatics/17.6.551.
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.
Lesnov A.E., Pavlov P.T., Pustovik L.V. 4-Aroyl-1-hexyl-3-methyl-2-pyrazolin-5-ones as extraction reagents of zinc. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2001. V. 44. N 4. P. 27-30 (in Russian).
Lesnov A.E., Pustovik L.V., Sarana I.A. Extraction of metal ions by 4-benzoyl- or 4-(3-nytrobenzoyl-1-hexyl-3-methyl-2-pyrazoline-5-ones. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2020. V. 63. N 9. P. 63–69 (in Russian). DOI: 10.6060/ivkkt.20206309.6216.
Lesnov A.E., Pavlov P.T., Bryzgalova N.V. Extraction of thallium (I) aryl-di-(1-hexyl-5-hydroxy-3-methyl-4-pyrazolyl)methanes. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2001. V. 44. N 3. P. 83-86 (in Russian).
Lesnov A.E., Moskvitinova T.B., Sazonova E.A. Extrac-tion of thallium (III) 1-alkyl- and 1-phenyl-3-methylpyrazol-5-ones from chloride and bromide solutions. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2007. V. 50. N 2. P. 96-100 (in Russian).
Mamaev V.P. On 1-alkyl-3-methyl-5-pyrazolones. Zhurn. Obshch. Khim. 1959. V. 35. N 8, P. 2747-2750 (in Rus-sian).
Zarifyanova M.Z., Khusnutdinov I.Sh., Aristov I.V., Gryaznov P.I., Vafina S.D., Konstantinova A.V. Petroleum sulfoxides. Report 1. determination by quantum chemical methods of the correlation dependence of the charge on the oxygen atom of the extractant and its extraction ability. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2013. V. 56. N 3. P. 12-15 (in Russian).
Rozen A.M., Krupnov B.V. Prediction of the extractive power of organic compounds by quantum-chemical calculation of the energies of test reactions: a choice of the acceptor. Dokl. Chem. 1998. V. 358. N 4–6. P. 36-39.
