Введение к работе
Актуальность работы. Вследствие удачного сочетания в молекуле 2-оксипропилен-1,3-диамин-Ы,Ы,М',Ы'-тетрауксусной кислоты (ОПДТА) донорных центров и их взаимного расположения этот комплексон является одним из наиболее перспективных универсальных хелантов и может найти применение в различных областях техники, химии, медицины. В частности ОПДТА может быть использована для решения таких актуальных вопросов как выведение из организма ряда металлов - кадмия, цинка, марганца, кобальта, никеля и меди. В то же время, отсутствие надежных сведений о строении и термодинамических свойствах этого комплексона затрудняет разработку методик его практического применения. Поэтому настоящая работа посвящена изучению термодинамики процессов кислотно-основного взаимодействия и комплексообразования в водных растворах 2-оксипропилен-1,3-диамин-Н,М,Ы',М'-тетрауксусной кислоты.
HOOC-CHj СН2СООН
)N-CHj-CH-CHrN< (1)
НООС-СН2 ОН CHjCOOH
Цепь работы. Целью настоящей работы является исследование протолитических равновесий в водных растворах ОПДТА и процессов образования оксипропилендиаминтетраацетатов магния, кальция, цинка, кадмия, кобальта (II) и никеля (II) при 298.15К и нескольких значениях ионной силы ( 0.1; 0.5; 1.0 ). Потенциометрическое и спектрофотометрическое (для окрашенных ионов Со2* и Ni2+) определение надежных значений констант исследуемых равновесий. Прямое калориметрическое измерение и строгий расчет тепловых эффектов реакций ступенчатой диссоциации комплексона и образования комплексонатов указанных металлов. Получение стандартных термодинамических характеристик процессов кислотно-основного взаимодействия и комплексообразования 2-окси-пропилен-1,3-диамин-М,Ы,М'Я'-тетрауксусной кислоты и обобщение полученных данных.
Научная новизна.
Прямым калориметрическим методом впервые измерены тепловые
эффекы реакций ступенчатой диссоциации 2-оксипропилен-1,3-диамин-
Н,Ы,Ы',Ы'-тетрауксусной кислоты и образования моноядерных комплексов с
ионами Mg2*; Са2*; Zn2+; Cd2*; Со2*; Ni2* в водном растворе при 298.15К и
I = 0.1; 0.5; 1.0( KN03). Потенциометрическим методом впервые изучены равновесия протонирования ОПДТА, и определены константы реакции образования катион-кислоты H5L* при 29S.15K и I = 0.5; 1.0( KNOj). Потенциометрическое исследование равновесий кислотно-основного взаимодействия в водных растворах ОПДТА и образования комплексонатов магния, кальция, цинка, кадмия, кобальта (II) и никеля (II) выполнено при нескольких значениях ионной силы - 0.1; 0.5; 1.0 ( КЫОэ). Это позволило рассчитать стандартные термодинамические характеристики соответствующих реакций.
В ходе вспомогательного исследования полуэмпирическим методом
АМ1 рассчитаны геометрические и квантовс-химические параметры
молекул и ионов иминодиуксусной, метилиминодиуксусной,
этилиминодиуксусной, р-оксиэтилиминодиуксусной, нитрилотриуксусной,
этилендиамин-Ы.ЫХ.Ы'-тетрауксусной, триметилендиамин-Ы.Ы.М'.М'-
тетрауксусной и 2-оксщ1ропилен-1,3-диамин-Ы,М,М'Я'-тетрауксусной кислот.
Практическое значение.
Полученные в настоящей работе данные по термодинамическим
характеристикам 2-оксипропилен-1,3-диамин-М,М,М'^"-тетрауксусной
кислоты составляют небходимую основу ее потенциального научного и прикладного использования и имеют первостепенное значение для разработки методик практического применения этого перспективного хеланта. В частности, результаты работы могут быть использованы при разработке процессов получения препаратов для биохимической регуляции процессов обмена веществ в организме и выведения из организма металлических ядов.
Апробация работы. Отдельные разделы диссертации докладывались на XIX Всероссийском Чугаевском совещании по химии координационных соединений (г.Иваново, 1999 \ VII Международной конференции "Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах" (г.Иваново, 1998), X Международной конференции "Математические методы в химии и химической технологии" (г.Тула, 1996), II Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы химии и химической технологии" (г.Иваново, 1999), 1 Всероссийской конференции молодых ученых "Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии" (г.Саратов, 1997 ), а также на X, XI, XII и XIII Международных конференциях молодых ученых по химии и
химической технологии "МКХТ-96", "МКХТ-97", "МКХТ-98" и "МКХТ-99" (г.Москва, 1996-1999).
Публикации.
По теме диссертационной работы опубликованы 2 статьи в ведущих
химических журналах и тезисы 10 докладов на международных и
всероссийских конференциях. .
Объем работы. Диссертационная работа изложена на 150 страницах машинописного текста; содержит 19 рисунков и 30 таблиц. Работа состоит из введения, шести глав, содержащих обзор литературы, экспериментальный материал и его обсуждение, итоговых выводов, списка литературы, включающего 310 библиографических ссылок, и приложения.