A templát reakciók. Template Reactions



Hasonló dokumentumok
Kémiai fizikai alapok I. Vízminőség, vízvédelem tavasz

XLVI. Irinyi János Középiskolai Kémiaverseny február 6. * Iskolai forduló I.a, I.b és III. kategória


1.ábra A kadmium felhasználási területei

Vezető kutató: Farkas Viktor OTKA azonosító: típus: PD

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

NE FELEJTSÉTEK EL BEÍRNI AZ EREDMÉNYEKET A KIJELÖLT HELYEKRE! A feladatok megoldásához szükséges kerekített értékek a következők:

A kén tartalmú vegyületeket lúggal főzve szulfid ionok keletkeznek, amelyek az Pb(II) ionokkal a korábban tanultak szerint fekete csapadékot adnak.

2. Légköri aeroszol. 2. Légköri aeroszol 3

5. A talaj szerves anyagai. Dr. Varga Csaba

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály A változat

Radioizotópok az üzemanyagban

Feladatok haladóknak

NANOTECHNOLÓGIA - KÖZÉPISKOLÁSOKNAK NAOTECHNOLOGY FOR STUDENTS

Vasúti kocsik vázszerkezetének a felhasználhatósága kisebb nyílások áthidalására helyi érdek8 közúti utakon

Bemutatkozás, a tárgy bemutatása, követelmények. Munkavédelmi tájékoztatás.

HORDOZÓS KATALIZÁTOROK VIZSGÁLATA SZERVES KÉMIAI REAKCIÓKBAN

Azonosító jel: KÉMIA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA október :00. Az írásbeli vizsga időtartama: 240 perc

OTKA beszámoló

a NAT /2008 számú akkreditált státuszhoz

Redoxi reakciók Elektrokémiai alapok Műszaki kémia, Anyagtan I előadás

TIOLKARBAMÁT TÍPUSÚ NÖVÉNYVÉDŐ SZER HATÓANYAGOK ÉS SZÁRMAZÉKAIK KÉMIAI OXIDÁLHATÓSÁGÁNAK VIZSGÁLATA I

FÖLDMŰVELÉSTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

15/2001. (VI. 6.) KöM rendelet. az atomenergia alkalmazása során a levegbe és vízbe történ radioaktív kibocsátásokról és azok ellenrzésérl

KÉMIA 10. Osztály I. FORDULÓ

A kristálytérelmélet alapjai

0,25 NTU Szín MSZ EN ISO 7887:1998; MSZ 448-2:1967 -

a NAT /2006 számú akkreditálási ügyirathoz

11 Arany Janos st., RO , Cluj-Napoca, Romania

PANNON EGYETEM. 2,3-DIHIDRO-2,2,2-TRIFENIL-FENANTRO-[9,10-d]-1,3,2λ 5 -OXAZAFOSZFOL KIALAKULÁSA ÉS REAKCIÓJA SZÉN-DIOXIDDAL ÉS DIOXIGÉNNEL

1. feladat Összesen: 10 pont

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Elektrokémia. A nemesfém elemek és egymással képzett vegyületeik

Szigetelők Félvezetők Vezetők

6 x 2,8 mm AGYAS LÁNCKEREKEK 04B - 1 DIN ISO/R 606. Osztás 6,0 Bels szélesség 2,8 Görg átmér 4,0

A) Ásványi és nem ásványi elemek: A C, H, O és N kivételével az összes többi esszenciális elemet ásványi elemként szokták említeni.

Diagram a serleges elevátorok póluspontjának meghatározásához

RÖNTGEN-FLUORESZCENCIA ANALÍZIS

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

AZ ACETON ÉS AZ ACETONILGYÖK NÉHÁNY LÉGKÖRKÉMIAILAG FONTOS ELEMI REAKCIÓJÁNAK KINETIKAI VIZSGÁLATA

Villamos tulajdonságok

1. Bevezetés. 2. Az elért eredmények A 60 Cu radioizotóp termelése

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Kémiai alapismeretek 11. hét

Többkomponensű rendszerek I.

Könnyűfém és szuperötvözetek

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1996

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

AZ ÉGÉSGÁTLÁS KÖRNYEZETI HATÁSAINAK VIZSGÁLATA

KRISTÁLYOK GEOMETRIAI LEÍRÁSA

NÉHÁNY KÜLÖNLEGES FÉMES NANOSZERKEZET ELŐÁLLÍTÁSA ELEKTROKÉMIAI LEVÁLASZTÁSSAL. Neuróhr Katalin. Témavezető: Péter László. SZFKI Fémkutatási Osztály

KÉMIA TEMATIKUS ÉRTÉKELİ FELADATLAPOK. 9. osztály C változat

MAGYARORSZÁG GEOKÉMIAI ATLASZA. Északi-középhegység

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás VI

Feladatok haladóknak

Újabb eredmények a borok nyomelemtartalmáról Doktori (PhD) értekezés tézisei. Murányi Zoltán

Adatok: Δ k H (kj/mol) metán 74,4. butadién 110,0. szén-dioxid 393,5. víz 285,8

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

2009/3 ANYAGSZERKEZET-VIZSGÁLAT INVESTIGATION OF STRUCTURE

1. Melyik az az elem, amelynek csak egy természetes izotópja van? 2. Melyik vegyület molekulájában van az összes atom egy síkban?

MUNKAANYAG. Ujszászi Antal. Fogyóelektródás védőgázas ívhegesztés anyagai, hegesztőhuzalok, védőgázok. A követelménymodul megnevezése:

KIRÁLIS I FORMÁCIÓK TERJEDÉSI MECHA IZMUSA ALKIL-KOBALT-TRIKARBO IL- FOSZFÁ KOMPLEXEKBE. Doktori (PhD) értekezés tézisei. Kurdi Róbert.

A Ni-BÁZISÚ SZUPERÖTVÖZETEK MEGMUNKÁLHATÓSÁGA HORONYMARÁSKOR. MACHINEBILITY OF THE Ni-BASED SUPERALLOYS BY END MILLING

Palládium-organikus vegyületek

'lo.g^ MA Go 1 /V Z. \flz I SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY

Kémiai reakciók Műszaki kémia, Anyagtan I. 11. előadás

Oktatási segédlet REZGÉSCSILLAPÍTÁS. Dr. Jármai Károly, Dr. Farkas József. Miskolci Egyetem

Bevezetés a növénytanba Növényélettani fejezetek 2.

Nagyteljesítményű elemanalitikai, nyomelemanalitikai módszerek

Jellemző redoxi reakciók:

ALPHA spektroszkópiai (ICP és AA) standard oldatok

Környezettechnológia. Dr. Kardos Levente adjunktus Budapesti Corvinus Egyetem Talajtan és Vízgazdálkodás Tanszék

Korszerű alumínium ötvözetek és hegesztésük

dr. Molnárné Hamvas Lívia

ÚJ ELJÁRÁS KATONAI IMPREGNÁLT SZENEK ELŐÁLLÍTÁSÁRA

9. A felhagyás környezeti következményei (Az atomerőmű leszerelése)

Különböző módon táplált tejelő tehenek metánkibocsátása, valamint ezek tárolt trágyájának metánés nitrogénemissziója

Mérnöki anyagismeret. Szerkezeti anyagok

Az anyagok mágneses tulajdonságai

1. feladat Összesen: 10 pont. 2. feladat Összesen: 6 pont. 3. feladat Összesen: 18 pont

Klasszikus analitikai módszerek:

Korrózióálló acélok zománcozása Barta Emil, Lampart Vegyipari Gépgyár Rt. 8. MZE konferencia, Szeged, 1996

A víz fizikai, kémiai tulajdonságai, felhasználhatóságának korlátai

6. A TALAJ KÉMIAI TULAJDONSÁGAI. Dr. Varga Csaba

Szerves oldószerek vízmentesítése zeolitokkal

Tárgyszavak: Diclofenac; gyógyszermineralizáció; szennyvíz; fotobomlás; oxidatív gyökök.

Kristályszerkezetek és vizsgálatuk

TÁPANYAGGAZDÁLKODÁS. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Fémes szerkezeti anyagok

NANOEZÜST ALAPÚ ANTIBAKTERIÁLIS SZÓRHATÓ SZOL KIFEJLESZTÉSE MŰANYAG FELÜLETEKRE

Ivóvíz arzénmentesítése nanoszűréssel

Izotópkutató Intézet, MTA

Nagy Sándor: Magkémia

Titrálás Elmélet és gyakorlat

Felületi jelenségek. Adszorpció. Felületi energia. Területek, jelenségek, ahol a határfelület szerepe kiemelt

Pál Judit - Vörös András. Budapesti Corvinus Egyetem. Kapcsolatháló- és Oktatáskutató Központ március 1.


IX. Szénhidrátok - (Polihidroxi-aldehidek és ketonok)

Átírás:

A templát reakciók Template Reactions ifj. Dr. VÁRHELYI Csaba 1, Dr. PKL György 2, Dr. LIPTAY György 2, Dr. MAJDIK Kornélia 1, Dr. FARKAS György 1, Dr. VÁRHELYI Csaba 1 1 Babeş-Bolyai Tudományegyetem, Kémia kar, Kolozsvár 2 Budapesti Műszaki és Közgazdasági Egyetem, Budapest ABSTRACT After a short historical survey upon this type of coordination reactions, the autors give a classification of their derivatives using the nature and number of the donor atoms: (,,,,, 2 2, 3, S, P, P). Some general synthesis methods were also mentioned. A series of new template reactions were carried out with asymmetric and symmetric α-ketoximes and various aliphatic diamines, in the presence of i(ii), Pd(II), by refluxing in ethanol, and at room temperature, respectively. The α-ketoxime starting materials were obtained by isonitrosation of the corresponding monoketones. The obtained macrocyclic complexes were characterized by middle and far infrared spectra (ν H, ν H, ν C=, ν, ν M, ν M ) and 1 H-, 13 C MR measurements (δ H, δ C, δ C ). 1. BEVEZETÉS Az angol nyelvre jellemző, hogy számos olyan kifejezést használ, melyek gyakran egymástól teljesen eltérő jellegű fogalmakat jelölnek. Így vagyunk a temple-templat kifejezéssel is, mely templomot, középkori lovagrendet, meg valami szerszámot is jelöl. Bizonyára néhányan olvasták is Sienkiewitz lengyel író könyvét a Keresztes lovagok -at mely a templárius rablólovagok felett, a lengyel seregek győzelmének állít emléket. A kémiában Busch amerikai tudós munkássága nyomán merül fel e kifejezés. Klasszikusnak számító kísérletsorozattal kimutatta, hogy az o-amino-benzaldehid hosszabb állás vagy melegítés hatására dimer, illetve trimer polimer származékká kondenzálódik önmagában. Ha e vegyület alkoholos oldatához réz (II), illetve kobalt (II) sót keverünk, akkor az 1-es ábrán látható makrociklusos vegyületek keletkeznek. CH Cu 2 Cu 2 H 2 Co 2 Co 2 1. ábra Bush klasszikus templát szintézisei Műszaki Szemle 39 40 83

Busch felfedezésével csaknem egyidőben Curtis, újzélandi vegyész, a közismert trisz-etiléndiamin i(ii)-sóhoz acetont kevert, s zárt üvegedényben napos helyen, talán véletlenül, állni hagyta. Az ibolyaszínű [i(en) 3 ]( 4 ) 2 komplex eltűnt, s helyette szép barna kristályos termék keletkezett. Alapos vizsgálat során kiderült, hogy tulajdonképpen egy makrociklusos vegyületről, a ciklám -ról van szó, kétféle sztereoizomer módosulatban. (2. ábra). CH 3 H 3 C C CH 3 [ i(en) 3 ] 2 H 3 C CH 3 H 3 C CH 3 H 3 C H i 2 H H 3 C H 3 C H i 2 H H 3 C CH 3 tra nsz 2. ábra Curtis felfedezése H 3 C CH 3 c A fémionok tehát saját koordinációs tulajdonságaiknak megfelelően irányítják megfelelő geometriai elrendeződésbe az olyan kis szerves molekulákat, melyek rendelkeznek bizonyos donoratomokkal (,, S, P). A Cu 2 tehát síknégyzetes vagy tetraéderes, a Co pedig oktaéderes konfigurációba irányít. A fémion tehát szerszámként, templát hatást fejt ki. A későbbiek során több ilyen kis molekulát változó donorokkal igyekeztek templát reakciókra kényszeríteni, több-kevesebb sikerrel. A periódusos rendszer sok fémionját próbálták ilyen templát reakciókra bevonni, eddig azonban főleg csak az alkálifém ionok és a 3 d átmenetifém ionok, valamint a Mg 2 és a Ca 2 voltak alkalmasak ilyen célokra (1. táblázat). A dőlt betűvel jelzett fémionokra ilyen vonatkozásban csak nagyon kis számú irodalmi utalás ismeretes. A templát reakciókra legalkalmasabb fémek 1. táblázat I a II a III b IV b V b VI b VII b VIII b I b II b H Li Be a Mg K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co i Cu Zn Rb Sr Y Zr b Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd Az említett kismolekulák templát ion nélkül különböző kisebb-nagyobb molekulákat hoznak létre, melyek eltérnek a templát reakciók eredményeitől. A templát komplexekből a fémion általában könnyen eltávolítható ásványi savakkal, H 2 S-nel, a 2 S-dal, és így a makrociklusos szerves vegyületet tiszta állapotban izolálhatjuk. Bizonyos esetekben viszont nem alkalmazható ez a módszer, mert az egész makrociklusos vegyület szétbomlik, pl. a vas(ii)-klatrokelátok esetében: [Fe(Diox) 3 (BR) 2 ]. Megjegyzendő, hogy a szabad makrociklusos szerves vegyületek klasszikus preparatív, lépcsőzetes felépítéssel csak nagyon fáradságos soklépcsős szintézisek során lennének előállíthatók. Többségüket meg sem próbálták ily módon nyerni. A templát reakciók során keletkező makrociklusos vegyületek jelentős részét a donor atomok szerint osztályoztatjuk: homogén származékok, csak egyféle donor-atommal, illetve heterogén, vegyes származékok többféle donoratommal (,, S, P). Így pl. a tetradentát makrociklusos vegyületek sematikus ábrázolása:,, SSSS,,, (legismertebb),, SSS, stb. A 3. ábrán néhány -tartalmú makrociklusos vegyületet tüntettünk fel, melyek poliétereknek tekinthetők. Ezeknél a gyűrűt alkotó atomok száma 9 60-ig, az oxigén heteroatomok száma pedig 3 20-ig is váltakozhat. 84 Műszaki Szemle 39 40

Ts Ts H H t-buk oldószer K Ts H H ah, DMS Li 4 24 h, 110 C H H ah 1,4-dioxán 24 h reflux 3. ábra Alifás,-makrociklusos vegyületek (korona-éterek) E csoportban legfontosabb származékok az, vegyes donoratomú származékok, melyek szalicilaldehid, 1,2- és 1,3-diketonok, valamint 1,2-diaminok kölcsönhatása során keletkeznek. Ezek egyes esetekben fémionok nélkül is képződnek, pl. a szalén: bisz-szalicil-aldehid-etilén-diamin. Sok esetben viszont előállításukra templát reakciót kell alkalmazni. A fémionok jelenlétében mindegyik esetben a kondenzációs folyamat sebessége felgyorsul, a mellékreakcióké viszont lelassul. Megjegyzendő, hogy több olyan kondenzációs folyamat ismeretes makrociklusos vegyületek előállítására (, donorokkal), melyek klasszikus módszerrel (az amin és a karbonil-vegyület oldatainak többórás forralása) és a gyorsabb templát reakcióval is előállítható (általában már szobahőmérsékleten való 1 2 napos állás során). KÍSÉRLETI RÉSZ Tanulmányaink során megvizsgáltunk egy sor alifás- és aromás α-ketoxim és néhány β-diketon: acetilaceton, benzoil-aceton kondenzációs reakcióit diaminokkal, átmeneti fémionok: i, Pd, Pt, Co jelenlétében. E kondenzációs reakciók során tetradentát Schiff-bázisok kelátjai keletkeznek. Ha fémioként Co(II)-t alkalmazunk, akkor levegő atmoszférával oktaéderes Co(III)-hexadentát komplexeket nyerünk. A képződési reakciók a következők: MX 2 H 2 L = [ML] 2 HX (M = i, Pd, Pt) 2 CoX 2 2 H 2 L 4 amin = 2 [Co(L)(amin) 2 ]X 2 HX H 2 éhány templát reakcióval nyert komplexvegyület kémiai jellemzése a 2. táblázatban látható. Tetradentát Schiff-bázisokkal képzett kelátok 2. táblázat Képlet Hozam (%) Mikroszkópos jellemzés Fém Analízis (%) Móltömeg Számított Talált [il 1 ] 280,7 60 narancs prizmák i 20,9 21,1 [il 2 ] 405 70 narancs lapok i 14,5 14,2 [il 3 ] 282 55 sötétvörös prizmák i 20,7 21 [PdL 1 ] 328,7 70 sárga szabálytalan prizmák Pd 32,4 32,0 [PdL 2 ] 453 70 sárga apró hasábok Pd 23,5 23,9 [PdL 3 ] 330,9 60 sárga prizmák Pd 32,2 31,7 [PtL 1 ] 417,2 60 barna mikrokristályok Pt 46,8 47,2 [PtL 2 ] 541,5 80 barna mikrokristályok Pt 36,1 35,6 [PdL 3 ] 419,5 70 barna rövid prizmák Pt 46,5 46,2 Műszaki Szemle 39 40 85

Képlet Hozam (%) Mikroszkópos jellemzés Fém Analízis (%) Móltömeg Számított Talált [CoL 1 (am 1 ) 2 ]I 594,1 25 barna tűk Co 9,9 9,7 [CoL 1 (am 2 ) 2 ]I 566 40 csillogó barna romboéderes prizmák Co 10,4 10,6 [CoL 1 (am 3 ) 2 ]I 594,1 40 vékony hexagonális lemezek Co 9,9 10,2 [CoL 2 (am 1 ) 2 ]I 718,3 75 csillogó vékony barna prizmák Co 8,2 8,0 [CoL 2 (am 1 ) 2 ]I 690,3 80 csillogó vörös-barna hasábok Co 8,5 8,1 [CoL 2 (am 3 ) 2 ]I 718,3 85 hosszú barna lemezek Co 8,2 8,5 H 2 L 1 = etilén-diimino-bisz-acetil-aceton () H 2 L 2 = etilén-diimino-bisz-benzoil-aceton () H 2 L 3 = etilén-diimino-bisz-diacetil-monoxim () am 1 = anilin, am 2 = piridin, am 3 = γ-pikolin (4-Me-Py) Az általunk előállított új vegyületek Fourier transzformációs közepes és távoli IR-spektroszkópiai adatait a 3. táblázatban tüntettük fel. FTIR Spektroszkópiai adatok 3. táblázat Vegyület ν C H H 2 L 1 H 2 L 2 H 2 L 3 il 1 PdL 2 il 3 CoL 1 m 2 2 CoL 2 m 2 2 2880 k 2950 k 2955 k 2920 k 2920 k ν C C 1620 ie 1620 k 1595 ie 1605 ie ν C= 1550 ie 1555 ie 1550 e 1520 e 1535 ie 1530 e 1512 ie 1525 ie δ CH3 as δ CH2 s 1453 e 1455 e 1460 e 1450 e 1460 k 1460 e 1470 e 1480 e 1370 k 1355 ie 1360 e 1370 k 1375 k 1360 k 1352 k 1360 k ν 1280 e 1260 e 1190 k ν C 1143 e 1180 gy 1160 gy 1140 e 1113 e 1120 e 1125 e 1125 e 1135 k δ C C 770 ie 760 e 755 k 755 ie γ C H 715 ie 710 e 705 ie 705 ie γ C C síkban 650 k 650 k 640 k 660 k 650 k 650 k 650 e 660 k ν M 500 e 495 k 500 k 510 e 560 k 540 k ν M 470 k 460 k 480 k 480 k 475 k γ C C síkon kívül 440 k 450 k 445 k 450 k 450 k 455 k 460 k 445 k ie = igen erős; e = erős; k = közepes; gy = gyenge Koordinációs kémiai szempontból legfontosabbak az azometin-csoport ν C= rezgései, valamint a ν C vegyértékrezgések. A szabad vegyes Schiff-bázisok e rezgései a komplexképződés során alacsonyabb hullászámok felé tolódnak el. Ez a jelenség azt mutatja, hogy a fém és fém -kötések kovalens jellegűek. Az eltolódás a fenil-csoportot tartalmazó származékoknál kisebb, a fenil gyök elektronvonzó hatása miatt. Ezért utóbbiaknál gyengébb a kovalens kötés erőssége, és csökken a termikus stabilitás is. [Co(L 2 )(amin) 2 ] < [Co(L 1 )(amin) 2 ] 86 Műszaki Szemle 39 40

Megjegyezzük, hogy a templát-reakciók vizsgálata egyre nagyobb biológiai, biokémiai jelentőségre tesz szert az állat- és növényi szervezetekben előforduló mikroelemek szerepének felderítésében (enzimek, biokémiai redox-folyamatok). Az utóbbi 10 évben a legfontosabb kémiai, biokémiai folyóiratok ilyen irányú tanulmányokkal vannak tele. A termoanalitikai, MR, tömegspektrometriai eredmények egy következő dolgozatban jelennek meg. IRDALM [1] Hubin T. J., Busch D. H., Template routes to interlocked molecular structures, Coord. Chem. Rev., 2000, 200 202, 5 25 [2] Busch D. H., Fabrizzi L., Transition Metal Ions in Supramolecular Chemistry, Kluve, Dordrect. Ed., 1994, 55 79 [3] Gokel G. W., Advances in Supramolecular Chemistry, vol. 5, J. A. I. Press, Stanford, CT, USA, 1999, 20 50 [4] akamoto K., Infrared and Ramann Spectra of Inorganic and Coordination Compounds, J.Wiley & Sons, Inc., Ed. ew York, 1997, 60 90 Műszaki Szemle 39 40 87