Preparation and Properties of (1-Hydroxyethylidene) Diphosphonic Acid Aminium Salts

Autor: Semenov, V.V.
Rok vydání: 2021
Předmět:
Popis: Семенов Владимир Викторович – доктор химических наук, ведущий научный сотрудник, Институт металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН, 603950, г. Нижний Новгород, бокс 445, ул. Тропинина, 49. E-mail: vvsemenov@iomc.ras.ru. V.V. Semenov, vvsemenov@iomc.ras.ru G.A. Razuvaev Institute of Organometallic Chemistry of the RAS, Nizhny Novgorod, Russian Federation Представлен обзор методов получения и свойств аминиевых солей (1-гидрокси-этилиден)дифосфоновой кислоты. (1-Гидроксиэтилиден)дифосфоновая кислота с моно-этаноламином образует кристаллическое соединение, которое по данным элементного анализа и РСА представляет собой тройную C(CH3)(OH)[P(O)O–NH3+CH2CH2OH]3[P(O)(OH)] аминную соль. Характерной особенностью производных (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислоты и трис(гидроксиметил)аминометана является образование стекловидных и смолообразных продуктов. Их состав Н4L∙4NH2C(CH2OH)3 соответствует 4 молекулам основания на 1 молекулу четырехосновной кислоты. Присоединение 4 молекул первичного амина происходит как при соотношении исходных реагентов 1 : 4, так и 1 : 3. Полимерное строение и наличие сильных водородных связей в соединении Н4L∙4NH2C(CH2OH)3 приводят к его очень малой растворимости в органических средах и хорошей растворимости в воде. Растворимость Н4L∙4NH2C(CH2OH)3 в метаноле составляет 1,8 г в 100 мл. Взаимодействие (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислоты с парааминобензойной кислотой приводит к образованию бис(4-карбоксифениламиний)(1-гидроксиэтилиден)дифосфоната C(CH3)(OH)[P(O)(OH)O–NH3+C6H4С(О)ОН]2. В кристалле это соединение состоит из анио-на дважды депротонированной (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислоты C(CH3)(OH)[P(OH)(O)O–]2 и двух аминных катионов NH3+C6H4С(О)ОН. Четырехосновная кислота связывает 3 молекулы морфолина, давая трис(морфолиний)(1-гидроксиэтил-иден)дифосфонат H4L·3HN(CH2CH2)2O в виде порошка белого цвета, хорошо растворяющегося в воде, метиловом и этиловом спиртах. Твердый комплекс морфолина с (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислотой не кристаллизуется из различных растворителей, что может быть вызвано олигомерной формой морфолина, входящего в молекулу комплекса с H4L. An overview of the preparation methods and properties of (1-hydroxyethylidene) diphosphonic acid aminium salts is presented. (1-Hydroxyethylidene) diphosphonic acid with monoethanolamine forms a crystalline compound, which, according to the elemental analysis and XRD data, is ternary C(CH3)(OH)[P(O)O-NH3+CH2CH2OH]3[P(O)(OH)] amine salt. A characteristic feature of the derivatives of (1-hydroxyethylidene) diphosphonic acid and tris (hydroxymethyl)aminomethane is the formation of glassy and resinous products. Their composition Н4L∙4NH2C(CH2OH)3 corresponds to 4 base molecules per 1 tetrabasic acid molecule. The addition of 4 molecules of the primary amine occurs both when the ratio of the initial reagents is 1: 4 and 1: 3. The polymer structure and the presence of strong hydrogen bonds in the Н4L∙4NH2C(CH2OH)3 compound lead to its very low solubility in organic media and good solubility in water. The solubility of Н4L∙4NH2C(CH2OH)3 in methanol is 1.8 g per 100 mL. The reaction of (1-hydroxyethylidene)diphosphonic acid with para-aminobenzoic acid leads to the formation of bis(4-carboxyphenylamine)(1-hydroxyethylidene)diphosphonate C(CH3)(OH)[P(O)(OH)O-NH3+C6H4С(О)ОН]2. In a crystal, this compound consists of the anion of the double-deprotonated (1-hydroxyethylidene)diphosphonic acid C(CH3)(OH)[P(OH)(O)O-]2 and two amine cations NH3+C6H4С(О)ОН. The tetrabasic acid binds 3 molecules of morpholine, giving tris(morpholinium)(1-hydroxyethylidene)diphosphonate H4L·3HN(CH2CH2)2O in the form of a white powder that dissolves well in water, methyl and ethyl alcohols. The solid complex of morpholine with (1-hydroxyethylidene)diphosphonic acid does not crystallize from various solvents, which may be caused by the oligomeric form of morpholine included in the molecule of the complex with H4L. Исследования выполнены в рамках госзадания (Тема № 45.8 «Химия функциональных материалов», рег. № 0094-2016-0012) с использованием оборудования центра коллективного пользования «Аналитический центр ИМХ РАН» в Институте металлоорганической химии им. Г.А. Разуваева РАН в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы» (уникальный идентификатор проекта RFMEFI62120X0040). Работа поддержана Президиумом РАН (Программа № 35 «Научные основы создания новых функциональных материалов»). Монокристальные рентгеноструктурные исследования соединений проведены в рамках госзадания (Тема № 44.2, рег. № АААА-А16-116122110053-1).
Databáze: OpenAIRE