СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОРФИРИНАТОВ КОБАЛЬТА С ИНИЦИАТОРАМИ РАДИКАЛЬНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ

  • Maria Е. Glazkova Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Тatiana А. Аgeeva Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Yuliya S. Rodina Ивановский государственный химико-технологический университет
  • Oscar I. Koifman Ивановский государственный химико-технологический университет
Ключевые слова: порфиринат кобальта, пероксид бензоила, пероксид лаурила, изопорфирин, электронная спектроскопия

Аннотация

В статье представлены результаты исследования взаимодействия порфиринатов кобальта с инициаторами радикальной полимеризации – пероксидом бензоила и пероксидом лаурила – в растворе спектрофотометрическим методом. Из разрозненных литературных данных известно, что некоторые металлопорфирины могут взаимодействовать с пероксидом бензоила с образованием таутомеров порфиринов – изопорфиринов. Эти соединения обладают рядом специфических свойств, в том числе могут быть катализаторами различных процессов. Возможно, именно образование изопорфиринатов является причиной высокой активности инициирующих систем «порфиринат кобальта – пероксид бензоила» при полимеризации виниловых мономеров. В качестве объектов настоящего исследования были выбраны тетрафенилпорфиринат кобальта(II), тетра-пара-метоксифенилпорфиринат кобальта(II), 5,15-бис(4´-трет-бутилфенил)-3,7,13,17-тетраметил-2,8,12,18-тетра-п-бутилпорфиринат кобальта(II). Это позволило оценить влияние структуры порфиринового лиганда на процесс образования изопорфиринатов кобальта. При взаимодействии тетрафенилпорфирината кобальта(II) и тетра-пара-метоксифенилпорфирината кобальта(II) с органическими пероксидами были зафиксированы изменения электронных спектров поглощения металлопорфиринов: деформация полосы Соре, уменьшение полосы поглощения в видимой области, а также появление интенсивных полос поглощения в ближней ИК-области. Эти изменения характерны для изопорфиринатов металлов. Данные по взаимодействию порфиринатов кобальта с пероксидом лаурила были получены впервые. Образование тетраарилизопорфиринатов кобальта возможно при различном соотношении концентраций реагентов: при недостатке пероксида, при эквимольном соотношении, а также при значительном (100-кратном) избытке пероксида. При взаимодействии 5,15-бис(4´-трет-бутилфенил)-3,7,13,17-тетраметил-2,8,12,18-тетра-п-бутилпорфирината кобальта(II) с пероксидами образование изопорфиринатов не наблюдалось. В статье приводятся эффективные константы реакции образования соответствующих изопорфиринатов кобальта при температуре 25 °С. Показано, что структура как порфиринатов кобальта, так и органических пероксидов влияет на возможность и скорость образования изопорфиринатов.

Литература

Smirnov B.R., Plotnikov V.D., Ozerkovskii B.V., Roshchupkin V.P., Yenikolopyan N.S. Catalysis of chain transfer and structure of oligomers for radical styrene polymerization in the presence of co-balt complexes of porphyfirines. Vysokomol. Soed. Ser. A. 1981. V. 23. P. 2588-2595 (in Russian).

Kurmaz S.V., Perepelitsina E.O. Three-dimensional radical polymerization of di (meth) acrylates in the presence of cobalt (II) porphyrin. Izv. AN Ser. Khim. 2006. V. 5. P. 807-810 (in Russian).

Monakov Yu.B., Koifman O.I., Ageeva Т.А., Islamova R.M., Nasretdinova R.N. Porphyrins and their metal complexes in the radical polymerization of vinyl mono-mers. In: Uspekhi Khimii Porfirinov. V. 5. SPb.: NII Khimii SPbGU. 2007. P. 293-314 (in Russian).

Monakov Y.B., Islamova R.M., Koifman O.I. Complexes of iron and cobalt porphyrins for controlled radical polymerization of me-thyl methacrylate and styrene. Macroheterocycles. 2009. V. 2(3-4). P. 237-242. DOI: 10.6060/mhc2009.3-4.237.

Islamova R.M., Nazarova S.V., Koifman O.I. Porphy-rins and their metal complexes in radical polymerization of vinyl monomers. Macroheterocycles. 2011. V. 4(2). P. 97-105. DOI: 10.6060/mhc2011.2.06.

Smith K.M. Porphyrins and Metalloporphyrins. Amster-dam-London-New York: Elsevier. 1975. 910 p.

Antonovskii V.L., Khursan S.L. Physical chemistry of organic peroxides. M.: IKTS «Akademkniga». 2003. 91 p. (in Russian).

Gordon A., Ford R. Satellite of chemist. Physical and chemical properties, methods, bibliography (reference). М.: Мir. 1976. 541 p. (in Russian).

Monakov Yu.B., Friesen A.K., Khursan S.L., DFT study of interaction between tetraphenylporphyrin and benzoyl peroxide. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2011. V. 54. N 10. P. 60-64 (in Russian).

Friesen A.K. Study of interaction between iron tetra-phenylporphyrin chloride and radical polymerization ini-tiators. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2010. V. 53. N 9. P. 92-96 (in Russian).

Xie H., Leung S.H., Smith K.M. Syntheses and some chemistry of stable isoporphyrin systems. J. Porph. Phthal. 2002. V. 6. P. 607-616. DOI: 10.1142/S1088424602000750.

Mwakwari S.C., Wang H., Jensen T.J., Vicente M., Smith K.M. Syntheses, properties and cellular studies of metalloisoporphyrins. J. Porph. Phthal. 2011. V. 15. P. 918-929. DOI: 10.1142/S108842461100380X.

Bhuyan J. Metalloisoporphyrins: from synthesis to appli-cations. Dalton Trans. 2015. V. 44(36). P. 15742-15756. DOI: 10.1039/C5DT01544H.

Glazkova М.Е., Аgeeva Т.А., Nikolaeva О.I., Rumyantseva Yu.V., Кoifman О.I. Interaction of zinc complex of meso-tetraphenylporphyrin with organic per-oxides in solution. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2011. V. 54. N 3. P. 104-108 (in Rus-sian).

Evans J.P., Niemevz F., Buldain G., de Montellano P.O. Isoporphyrin intermediate in heme oxygenase catalysis oxidation of meso-phenylheme. J. Biolog. Chem. 2008. V. 283(28). P. 19530-19539. DOI: 10.1074/jbc.M709685200.

Abhilash G.J., Bhuyan J., Singh P., Maji S., Pal K., Sarkar S. •NO2-mediated meso-hydroxylation of iron(III) porphyrin. Inorg. Chem. 2009. V. 48(5). Р. 1790-1792. DOI: 10.1021/ic800864w.

Bhuyan J., Sarkar S. Oxidative degradation of zinc por-phyrin in comparison with its iron analogue. Chem. Eur. J. 2010. V. 16. P. 10649-10652. DOI: 10.1002/chem.201001073.

Garcia-Bosch I., Sharma S.K., Karlin K.D. A Selective stepwise heme oxygenase model system: An iron(IV)-oxo porphyrin π-cation radical leads to a verdoheme-type compound via an isoporphyrin intermediate. J. Am. Chem. Soc. 2013. V. 135(44). P. 16248-16251. DOI: 10.1021/ja405739m.

Glazkova M.E., Ageeva T.A., Alexandriyskiy V.V., Koifman O.I. Formation of initiating systems on the basis of cobalt porphyrins and benzoyl peroxide in chloroform and methyl methacrylate. Macroheterocycles. 2011. V. 4(1). P. 22-25. DOI: 10.6060/mhc2011.1.04.

Schweyen P., Hoffmann M., Krumsieck J., Wolfram B., Xie X. Metal-assisted one-pot synthesis of isoporphyrin complexes. Angew. Chem. Int. Ed. 2016. V. 55. P. 1-5. DOI: 10.1002/anie.201604297.

Опубликован
2019-05-21
Как цитировать
GlazkovaM. Е., АgeevaТ. А., Rodina, Y. S., & Koifman, O. I. (2019). СПЕКТРАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОРФИРИНАТОВ КОБАЛЬТА С ИНИЦИАТОРАМИ РАДИКАЛЬНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 62(5), 91-96. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20196205.6029
Раздел
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ неорг. и органических веществ, теоретические основы