Trong bài báo này tiến hành tổng hợp và nghiên cứu cấu trúc phức chất hỗn hợp benzoyltrifloaxetonat (BTFAC- ) và 1, 10- phenanthrolin (phen) của tecbi (III). Mời các bạn tham khảo!
Tạp chí phân tích Hóa, Lý Sinh học - Tập 21, Số 1/2016 NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC PHỨC CHẤT HỖN HỢP BENZOYLTRIFLOAXETONAT VÀ 1,10 – PHENANTHROLIN CỦA TECBI (III) Đến tòa soạn 27 - - 2015 Nguyễn Thu Hà Khoa Khoa học bản, Trường Đại học Điều dưỡng Nam Định Triệu Thị Nguyệt, Nguyễn Hùng Huy, Lê Hữu Trung Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội SUMMARY STRUCTURAL CHARACTERIZATION OF TERBI (III) TERNARY COMPLEX WITH BENZOYLTRIFLUOROACETONATE AND 1,10 – PHENANTHROLINE A tetrakis terbi (III) complex [Tb(BTFAC)3(phen)] (BTFAC- is benzoyltrifluoroacetate and phen is 1, 10- phenanthroline) was synthesized and studied by the method of infrared spectroscopy and single crystal X –ray diffraction The results showed that the complex is mononuclear, in which three BTFAC- and one phen ligands coordinated to a terbi(III) ion Keywords: Rare earth, β- diketone, complexes MỞ ĐẦU đó, báo chúng tơi tiến Trên giới, phức chất β- hành tổng hợp nghiên cứu cấu trúc đixetonat đất nghiên cứu phức chất hỗn hợp benzoyltrifloaxetonat từ lâu khả ứng dụng (BTFAC-) 1, 10- phenanthrolin nhiều lĩnh vực quan trọng, thiết (phen) tecbi (III) bị quang học, đầu dò phát quang THỰC NGHIỆM phân tích y sinh, cảm biến phát quang, Việc điot phát quang, vật liệu phát quang [1- [Tb(BTFAC)3(phen)] mơ 4] Để góp phần vào hướng nghiên cứu theo quy trình tổng hợp phức chất 87 tổng hợp phức chất [Pr(TFNB)3(phen)] nhóm tác giả học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội [5] máy nhiễu xạ tia X (d8- Quest Tổng hợp [Tb(BTFAC)3(phen)] Hỗn hợp gồm 0,1 mmol Bruker) với đối âm cực Mo với bước benzoyltrifloaxetonat ghi detector Cmos, khoảng [Tb(BTFAC)3(H2O)2] 0,1 mmol 1, cách từ tinh thể đến detector c1 Quá 10- phenanthrolin 30 ml metanol trình xử lý số liệu hiệu chỉnh hấp khuấy nhiệt độ thụ tia X đơn tinh thể thực phòng Khi dung dịch khoảng 5ml, phần mềm chuẩn máy đo phức chất rắn tách Lọc, rửa kết Cấu trúc tính toán tối ưu hoá tủa metanol làm khơ nhiệt độ phần mềm phịng Sản phẩm có màu vàng nhạt, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN hiệu suất ~75% Đơn tinh thể màu vàng nhạt thu sau ngày cách kết 3.1 Kết phân tích hàm lượng ion kim loại phức tinh lại hỗn hợp dung môi CHCl3/n-hexan chất Hàm lượng ion kim loại 1.1 Các phương pháp nghiên phức chất 16,16%, phù hợp với cứu Hàm lượng ion đất phức hàm lượng kim loại tính chất xác định phương pháp chất (16,21%) chuẩn độ complexon dựa phản ứng tạo phức bền Tb3+ với EDTA pH 3.2 Phổ hồng ngoại Việc quy kết dải hấp thụ phổ hồng ≈ thị asenazo III ngoại phức chất thu dựa Phổ hồng ngoại ghi máy IR việc so sánh phổ chúng với phổ Affinity-1S Bộ mơn Hố vơ – phức chất bậc hai tương ứng (Bảng 1) đất sóng Kα(X=0,71073 Ao) Ảnh nhiễu xạ SHELX-97 theo công thức giả định phức Khoa hoá học – Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội vùng 400-4000 cm-1 theo phương pháp phản xạ Phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể: liệu nhiễu xạ tia X đơn tinh thể phức chất đo Hình 1: Phổ hồng ngoại của[Tb(BTFAC)3(phen)] nhiệt độ 100K Bộ mơn Hố vơ Khoa hố học – Trường Đại học Khoa 88 Bảng 1: Các dải hấp thụ đặc trưng phổ hồng ngoại phức chất hỗn hợp phức chất bậc hai (ν, cm-1) STT Hợp chất νsO-H νsCH νsC=O νsC-F νsTb-O νsTb-N [Tb(BTFAC)3(H2O)2] 3408 3074 1614 1292 582 - [Tb(BTFAC)3(phen)] - 3074 1610 1290 580 426 Khi so sánh phổ hấp thụ hồng ngoại phức chất hỗn hợp phức bậc hai ban đầu, nhận thấy rằng: phổ hồng ngoại phức hỗn hợp không xuất dải đặc trưng cho liên kết O-H chứng tỏ, phen tham gia phối trí với nguyên tử trung tâm qua nguyên tử N phân tử H2O phối trí Điều chứng tỏ, phen đẩy nước khỏi cầu phối trí Ngồi ra, phổ hồng ngoại phức hỗn hợp xuất thêm dải phản xạ vùng 426 cm-1, dải quy gán cho dao động hóa trị liên kết Tb-N Điều phân tử phức chất [Tb(BTFAC)3(phen)] Hình Các thông số thực nghiệm quan trọng thu từ cấu trúc đơn tinh thể [Tb(BTFAC)3(phen)] trình bày Bảng Bảng 3.3 Kết phân tích nhiễu xạ tia X đơn tinh thể Chúng tơi đánh số nguyên tử Hình 2: Cấu trúc đơn tinh thể phức chất [Tb(BTFAC)3(phen)] Bảng 2: Một số thông tin cấu trúc tinh thể phức chất [Tb(BTFAC)3(phen)] Công thức phân tử C42H26F9N2O6Tb Hệ tinh thể Đơn tà (Monoclinic) Kiểu mạng không gian P (đơn giản) 89 a = 19,8781 (11) Å b = 14,1077(14) Å Thông số mạng c = 14,5223(17) Å α = 900 β = 101,69500 γ = 900 R1= 3,28% Độ sai lệch R2 = 4,19% Bảng 3: Một số độ dài liên kết góc liên kết phức chất [Tb(BTFAC)3(phen)] Độ dài liên kết (Å) O1B-C2A O2A-C4D O4A-C2D O1A-C4C O3A-C2C C3D-C2D C3D-C4D C4C-C5C 1,259(2) 1,260(2) 1,270(2) 1,255(2) 1,268(2) 1,381(3) 1,418(3) 1,495(3) N2-C12B N2-C9B N1-C1B N1-C4B C3C-C2C C3A-C2A C2A-C1A 1,335(2) 1,357(2) 1,333(2) 1,363(2) 1,373(3) 1,380(3) 1,538(3) Góc liên kết (0) O2B-Tb1-O1B O2A-Tb1-O1B O4A-Tb1-O1B O4A-Tb1-O2B O4A-Tb1-O2A O1A-Tb1-O1B O1A-Tb1-O2B O1A-Tb1-O2A 72,25(5) 142,69(5) 79,33(5) 85,26(5) 71,55(5) 142,64(5) 139,08(5) 73,04(5) N1-Tb1-N2 O1A-Tb1-O4A O3A-Tb1-O1B O3A-Tb1-O2B O3A-Tb1-O2A O3A-Tb1-O4A O3A-Tb1-O1A Cấu trúc đơn tinh thể phức chất [Tb(BTFAC)3(phen)] cho thấy ion trung tâm Tb3+ thể số phối trí 8, thơng qua tạo thành liên kết với nguyên tử O phối tử BTFAC- nguyên tử N phối tử phen Từ Hình 63,85(5) 115,83(5) 77,85(5) 149,26(5) 119,45(5) 82,30(5) 71,28(5) Bảng rút số nhận xét sau: - Độ dài liên kết C2D- C3D = 1,381Å ; C3D – C4D = 1,418Å vòng đixeton phức chất [Tb(BTFAC)3(phen)] ngắn độ dài liên kết đơn C-C (1,54Å) dài 90 so với liên kết đôi C=C (1,33Å) Tương tự, độ dài liên kết C2D - O4A = 1,270Å; C4D-O2A= 1,260 Å vòng đixeton ngắn độ dài liên kết đơn C-O (1,43Å) dài so với liên kết đôi C=O (1,20Å) β- đixeton Điều cho thấy có giải tỏa electron π vịng βđixetonat ion Tb3+ tạo phức với phối tử BTFAC- - Các liên kết C-N vòng chelat cạnh (tạo thành qua phối trí ion Tb3+ phen) có độ dài gần (N2-C9B = 1,357Å; N1-C4B = 1,363Å) dài so với liên kết C=N vịng phen (N1-C1B =1,333Å; N2C12B = 1,33Å) Điều chứng tỏ có giải tỏa electron vòng chelat phen tham gia tạo phức - Khi tham gia tạo phức, phối tử BTFAC- tạo phối trí với ion trung tâm Tb3+ qua nguyên tử O với góc liên kết vịng đixeton O-Tb-O gần xấp xỉ 72o; phối tử phen tạo phối trí với ion Tb3+qua nguyên tử N với góc liên kết N-Tb-N = 63,83o KẾT LUẬN Đã tổng hợp phức chất [Tb(BTFAC)3(phen)] nghiên cứu sản phẩm thu phương pháp phổ hồng ngoại phương pháp nhiễu xạ tia X đơn tinh thể Kết cho thấy có phối trí phối tử ion Tb3+ qua nguyên tử oxi nhóm xeton qua nguyên tử N phen, Tb có số phối trí Crystal Structure, and luminescent Properties of 2-(2,2,2-Trifluoroethyl )- - indone Lanthanide Complexes, J Inorganic Chemistry, 51(9), 5050-5057 D.B Ambili Raj, Biju Francis, M L P Reddy, Rachel R Butorac, Vincent M Lynch, and Alan H.Cowley (2010), Highly Luminescent Poly(MethylMetacrylate)-Incorporated Europium Complex Supported by a Carbazole-Based Fluorinated βDiketonate Ligand and a 4,5Bis(diphenylphosphino)-9,9dimethylxanthene Oxide Co-Ligand, Inorganic Chemistry, 49(19), 9055-9063 G Wilkinson, R D Gillard, J A McCleverty, Siedle, A R (1987), Diketones and Related Ligands, In Comprehensive Coordination Chemistry, Eds., Pergamon: Oxford, UK, 365-412 Duarte, Adriana P., Gressier, Marie, Menu, Marie-Joelle, Dexpert-Ghys, Jeannette, Caiut, Jose Mauricio A., Ribeiro, J L Sidney (2012), Structural and Luminescence Properties of SilicaBased Hybrids Containing New Silylated-Diketoanato Europium(III) Complex Journal of Physical Chemistry C, 116(1), 505-515 Jangbo Yu, Hongjie Zhang, Lianshe Fu, Ruiping Deng, Liang Zhou, Huarong Li, Fengyi Liu, Huili Fu (2003), Synthesis, structure and luminescent properties of a new praseodymium (III) complex with β – diketon ,Inorganic chemistry communication 6, 852 – 854 TÀI LIỆU THAM KHẢO Jingya Li, Hongfeng Li, Pengfei Yan, Peng Chen, Guangfeng Hou, and Guangming Li (2012), Synthesis, 91 ... loại phức tinh lại hỗn hợp dung môi CHCl3/n-hexan chất Hàm lượng ion kim loại 1.1 Các phương pháp nghiên phức chất 16,16%, phù hợp với cứu Hàm lượng ion đất phức hàm lượng kim loại tính chất. .. phức chất đo Hình 1: Phổ hồng ngoại của[ Tb(BTFAC)3(phen)] nhiệt độ 100K Bộ mơn Hố vơ Khoa hoá học – Trường Đại học Khoa 88 Bảng 1: Các dải hấp thụ đặc trưng phổ hồng ngoại phức chất hỗn hợp phức. .. 3074 1610 1290 580 426 Khi so sánh phổ hấp thụ hồng ngoại phức chất hỗn hợp phức bậc hai ban đầu, nhận thấy rằng: phổ hồng ngoại phức hỗn hợp không xuất dải đặc trưng cho liên kết O-H chứng tỏ,