سنتز، شناسایی، مطالعه تئوری و بررسی خواص نوری یک لیگند جدید از خانواده ترکیبات آزو-آزومتین در حضور برخی کاتیون های فلزی

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

گروه شیمی، دانشکده علوم، دانشگاه شهید مدنی آذربایجان

10.22075/chem.2019.17669.1632

چکیده

در کار پژوهشی حاضر، 4-برومو-2،1-بیس[2-هیدروکسی-5-(4-نیترو فنیل آزو) بنزیلیدن آمینو] بنزن (H2L) از خانواده ترکیبات آزو شیف باز از واکنش تراکمی 1-(3-فرمیل-4-هیدروکسو فنیل آزو)-4-نیترو بنزن و 4-برومو-2،1-دی آمینو بنزن تهیه و با تکنیک های مختلف طیف سنجی و آنالیز عنصری شناسایی شد. مطابق منابع موجود، ترکیباتی که دارای گروههای آزو در موقعیت پارای حلقه فنولی می باشند، می توانند در محلول به دو شکل توتومری آزوفنل و کینون-هیدرازون وجود داشته باشند. عوامل زیادی مانند نوع حلال، دما و نوع استخلاف می توانند شکل های توتومری را تحت تاثیر قرار دهند. بررسی طیف های UV-Vis لیگند H2L در حلال DMSO و مخلوط حلال های آب و DMSO نشان داد که سولواتوکرومی برای این نوع لیگندها می تواند متاثر از انتقال پروتون یا تغییر ممان دو قطبی حلال باشد، طوریکه وجود یک باند جذبی پهن در ناحیه بالاتر از 500 نانومتر و با شدت زیاد در حلال DMSO خالص می تواند مربوط به جابجا شدن تعادل فرم های توتومری باشد. همچنین با افزایش pH و دپروتونه شدن گروههای هیدروکسیل، تعادل کتو-انول در محلول تحت تاثیر قرار گرفت و در نتیجه شدت باندهای جذبی اصلی و رنگ محلول به طرز چشمگیری تغییر یافت. بالاخره بررسی طیف های UV-Vis لیگند در حضور کاتیون های Cu2+، Ni2+، Co2+، Pb2+، Na+،Ag+، Ca2+، Cd2+، Zn2+ وHg2+ در مخلوط حلال های DMSO و آب نشان داد که با افزایش همه کاتیون های ذکر شده، شدت جذب های اصلی به طور قابل ملاحظه ای تغییر می کند. در حالت عمومی شدت انتقالات n→π* افزایش و π→π* کاهش یافت. چنین به نظر می رسد که تشکیل کمپلکس با فلزات ذکر شده، شکل های توتومری را تحت تاثیر قرار می دهد، اما فلزات مختلف به یک میزان این تعادل را به سمت تشکیل کینون- هیدرازون جابجا نمی کنند، هر چند که دلیل آن کاملا مشخص نیست. در نهایت خصوصیات الکترونی و ساختاری لیگند H2L با استفاده از محاسبات DFT و TD-DFT تجزیه و تحلیل گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synthesis, Characterization, Theoretical Study and Investigation of Optical Properties of One New Ligand Based on Azo-azomethine Compounds in the Presence of Some Metal Cations

نویسندگان [English]

  • Zohreh Shaghaghi
  • Mina kheyrollahpoor
Department of Chemistry, Faculty of Science, Azarbaijan Shahid Madani Azarbaijan
چکیده [English]

In this work, 4-bromo-1,2-bis[2-hydroxy-5-(4-nitrophenylazo)benzylideneamino]benzene (H2L) based on azo Schiff-base ligands was prepared from condensation reaction of 1-[3-formyl-4-hydroxophenylazo)-4-nitrobenzene and 4-bromo-1,2-diaminobenzene and characterized with several spectroscopic techniques and elemental analysis. It is well known azophenol groups in different compounds may exist in azophenol and quinone-hydrazone tautomeric forms. There are many factors such as solvent, temperature and substitution that affect equilibrium tautomeric forms. The investigation of UV-Vis spectra of H2L in DMSO and the mixture of DMSO and water showed the solvatochromism that exhibited by azo ligands may be to the effect of proton transfer or dipole moment changes in various solvents. In DMSO, an additional absorption maximum which observed at around 500 nm attributed to the existence of tautomeric form. Also, the increasing of pH and deprotonation of hydroxyl groups affect the keto-enol equilibrium in solution, so that the main absorption bonds and color solution change strongly in intensity. The investigation of UV-vis spectra of H2L in the presence of Ca2+, Cd2+, Cu2+, Co2+, Hg2+, Ag+, Pb2+, Zn2+, Na+ and Ni2+ metal ions revealed the intensity of absorbance bonds changes dramatically with the addition of all cations to the solution of ligand (generally, n→π* transition increases in intensity while π→π* transition decreases). It seems that complexation metal ions for H2L affect keto-enol equilibrium, although it is unknown that why different metal ions have one unequal effect on keto-enol equilibrium. Finally, DFT and TD-DFT calculations was done for better understanding of structure and electronic properties of ligand H2L.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Azo-azomethine ligand
  • Solvent effect
  • UV-Vis spectroscopy
  • DFT calculations