СИНТЕЗ И ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА ПОЛИМЕРМЕТАЛЛИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА НА ОСНОВЕ ХЛОРИДА МЕДИ(II) И ПОЛИЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ

Cинтезирован полимерметаллический комплекс на основе хлорида меди (II) и полиэтиленгликоля, и установлен его состав потенциометрическим и кондуктометрическим методами. Были рассчитаны величины функций образования Бьеррума. Были построены кривые титрования и найдены оптимальные мольные соотношения реагирующих компонентов. Полученные данные свидетельствуют об образовании полимерных комплексов меди, в которых на два составных монозвена полиэтиленгликоля приходится один ион металла-комплексообразователя. Координационная насыщенность металла-комплексообразователя в этом комплексе осуществляется за счет молекул растворителя или аниона солей металла. Рассчитаны термодинамические характеристики процесса комплексообразования: ΔrG⁰, ΔrН⁰, ΔrS⁰. Отрицательные значения изменения энергии Гиббса указывают на потенциальную возможность протекания исследуемого процесса в направлении образования полимерметаллического комплекса. Положительное значение изменения энтальпии (ΔrН⁰) в интервале температур 298-318К свидетельствует об эндотермическом характере образования поликомплекса в указанном интервале. Изменения значений энтропии связаны с разрушением сольватных оболочек лигандных групп ПЭГ и иона меди, вытеснением молекул растворителя и образованием хелатных структур. Методом ИК-спектроскопии установлено, что атомы кислорода полимерного лиганда принимают участие в образовании координационной связи с ионом металла-комплексообразователя.

1. Bekturov Ye.A., Bimendina L.A., Kudaybergenov S.Ye. Polymer complexes and catalysts. – Almaty: Nauka, 1982. – 191 p.

2. Pomogaylo A.D. Polymer immobilized metal complex catalysts. – M: Nauka, 1988. – 303 p.

3. Atkins P., Paula de J. Physical chemistry. – Great Britain: Oxford Univ. Press, 2006. – 1085 p.

4. Umland F., Yansen A., Tirig D., Vyunsh G. Complex compounds in analytical chemistry. – M.: Mir, 1975. – 531 p.

5. Kolate A., Baradia D., Patil S., Vhora I., Kore G., Misra A. PEG – A versatile conjugating ligand for drugs and drug delivery systems // J. Control. Release. – 2014. – Vol. 192. – P. 67-81.

6. Takafuji Y., Jo J.-I., Tabata Y. Simple PEG Modification of DNA Aptamer Based on Copper Ion Coordination for Tumor Targeting // J. Biomater. Sci. Polym. Ed. – 2011. – Vol. 22, № 9. – P. 1179-1195.

7. Yoshida M., Tabata Y.Tumor Targeting of Protein Through Poly(ethylene glycol) Conjugation with Metal Coordination // J. Nanosci. Nanotechnol. – 2010. –Vol. 10, № 2. – Р. 877-885.

8. Jin Y., Sun M., Mu D., Ren X., Wang Q., Wen L. Investigation of PEG adsorption on copper in Cu2+-free solution by SERS and AFM // Electrochim. Acta. – 2012. – Vol. 78. – P. 459-465.

9. Dang Th.M.D., Le Th.T.Th., Fribourg-Blanc E., Dang M.Ch. Synthesis and optical properties of copper nanoparticles prepared by a chemical reduction method // Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. – 2011. – Vol. 2, № 1. – Р. 015009.

10. Bunchuk L.V. Investigation of the properties of nanostructured silicon and carbon-containing materials and the process of forming nanostructured polymer-metal films based on them to develop a technology for the synthesis of structures for sorption and catalysis: abstract of cand. diss. chem. of sciences: 02.09. 04. – Almaty: KazNU, 2006. – 65 p.

11. Antipina A.D., Baranovskiy V.Yu., Papisov I.M., Kabanov V.A. The formation of polymer-metal nanocomposites by the reduction of divalent copper from its complexes with polyethyleneimine // Polymer Science. – 1972. – № 14. – Р. 941-949.

12. Akbayeva D.N., Seilkhanova G.А., Bakirova B.S., Smagulova I.A., Salkhay А.К., Borangaziyeva A.K. Studying the composition of complexes on the basis of palladium(II), copper(II), iron(III) chlorides and polyvinylpyrrolidone // News AS RK. Ser. Chemistry and technology. 2019.– №5. – P. 92-100.

13. Akbayeva D.N., Bakirova B.S., Seilkhanova G.A., Sitzmann H. Synthesis, characterization, and catalytic activity of palladium-polyvinylpyrrolidone complex in oxidation of octene-1 // Bulletin of Chemical Reaction Engineering and Catalysis. – 2018. – Vol. 13, № 3. – P. 560-572.

14. Tager A.A. Physics and chemistry of polymers. – M: Khimiya, 1968. – 536 p.

15. Ergozhin E.E., Menligaziev E.Zh. Multifunctional ion exchanges. – Alma-Ata: Nauka, 1986. – 300 p.

16. Bjerrum J. Stability Constants of Metal–Ion Complexes: Part I. Organic Ligands: Part II. Inorganic Ligands/J. Bjerrum, G.Schwarzenbach, L.G. Sillen(eds.). – London: Chemical Society, 1957,1958. – 754 p.

17. Ospanova A.K. Physico-chemical bases of the formation of coordination compounds of metals IB, IIB and IV subgroups with polyethyleneimine and unitiol: dis. ... dr. chemical science: 02.00.04. Almaty: KazGU, 2002. – 305 p.

18. Seylkhanova G.A. Physico-chemical laws of the formation of complex compounds of polyethyleneimine and polyacrylamide: abstract of dr. diss. chem. of sciences. – Almaty, 2010. – 43 p.

19. Safronov A.P., Gabdrafikova Yu.M., Ukhalina O.L., Ostroushko A.A. Enthalpy of complexation of polyvinyl alcohol, polyethylene glycol and polyvinylpyrrolidone with copper and cadmium ions in an aqueous solution // Polymer Science. – 2004. – Vol. 46, N 5. – P. 867-874.

20. Lyashchenko A.K., Lileyev A.S., Palitskaya T.A., Ostroushko A.A. Dielectric relaxation characteristics of water in mixed solvents water-polyvinyl alcohol and water-polyvinylpyrrolidone // Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2001. – Vol.75, N 2. – P. 257-262.

21. Umland F., Yansen A., Tirig D., Vyunsh G. Complex compounds in analytical chemistry. – M.: Mir, 1975. – 531 p.

22. Tunc S., Duman O. The effect of different molecular weight of poly (ethylene glycol) on the electrokinetic and rheological properties of Na-bentonite suspensions // Colloids Surf. A Physicochem. Eng. Asp. – 2008. – Vol. 37. – P. 93–99.

23. Shameli K., Ahmad M.B., Jazayeri S.D., Sedaghat S., Shabanzadeh P., Jahangirian H., Mahdavi M., Abdollahi Y. Synthesis and characterization of polyethylene glycol mediated silver nanoparticles by the green method // Int. J. Mol. Sci. – 2012. - № 13. – P. 6639 – 6650.

24. Healy J.P., Pletcher D., Goodenough M. The chemistry of the additives in an acid copper electroplating bath: Part I. Polyethylene glycol and chloride ion // J. Electroanal. Chem. – 1992. – V. 338, № 1–2. – P. 155-165.

25. Golks F., Gründer Y., Drünkler A., Roy J., Stettner J., Zegenhagen J., Magnussen O.M. In Situ Surface X-Ray Diffraction Studies of the Influence of the PEG-Cl-Complex on Homoepitaxial Electrodeposition on Cu(001) // J. Electrochem. Soc. – 2013. – V. 160, № 12. – Р. D3165-D3170.

26. Wang W., Li Y.-B. Effect of Cl − on the adsorption–desorption behavior of PEG // J. Electrochem. Soc. – 2008. – V. 155, № 4. – Р. D263-D269.

27. Feng Z.V., Li X., Gewirth A.A. Inhibition due to the interaction of polyethylene glycol, chloride, and copper in plating baths: a surface-enhanced raman study // J. Phys. Chem. B. – 2003. – V. 107, № 35. – Р. 9415-9423.