Sintetizaron nuevos compuestos de cobalto

El cobalto fue investigado por muchos científicos durante años. Estos trabajos terminaron con muchos compuestos de cobalto. Por ejemplo, Kumar y Garg sintetizaron complejos de cobalto(II) de bases de Schiff tetradentadas del tipo CoL. .

La química de los complejos de cobalto ha atraído mucha atención en los últimos años debido a sus aplicaciones, entre otras, en sistemas biológicos como agentes antimicrobianos y antibacterianos (estudios de ADN y de citotoxicidad).

A continuación se mencionan algunos de estos trabajos. En 1952, se conoció la primera actividad biológica de los compuestos de cobalto donde los compuestos de cobalto(III) de mostaza bidentada se mueven como si fueran agentes selectivos de hipoxia. Entonces, algunos compuestos demostraron una actividad significativa contra cepas bacterianas y contra líneas celulares de leucemia y linfoma . Posteriormente, se realizaron muchos estudios sobre las actividades antimicrobianas, antifúngicas y antioxidantes de los compuestos de cobalto.

En 1960, se prepararon e identificaron varios nuevos compuestos complejos de cobalto(III) de ligandos fácilmente oxidables. Se trataba de sales de aminas de cobalto, complejos de carga interna y una variedad de cobaltatos. La fórmula estructural era Na3. 3H2Oque era la fórmula más simple.

Se informó que la ftalocianina de cobalto (II) (CoPc) y sus derivados muestran actividad catalítica para muchas reacciones. Compararon las actividades catalíticas de las especies de CoPc con las de otros complejos de ftalocianina de metales de transición de primera fila. También demostraron que los electrodos de carbono vítreo modificados con CoPc catalizan la oxidación de o – cresol, m – cresol, p – cresol, 4 – clorofenol, 2 – clorofenol y feno. El recubrimiento con especies de CoPcs aumentó la estabilidad del GCE (electrodo de carbono vítreo modificado con ftalocianina de cobalto(II)).

Se demostró que una forma compleja de cobalto(III) era un catalizador activo para la oxidación selectiva de alquilaromáticos utilizando aire. Se utilizó el aire como fuente de oxígeno en ausencia de disolvente.

Park et al. informaron de la síntesis de tipos de «solución sólida» y «core-shell» de Co – Ptnanoaleaciones bien definidas menores de 10 nm. La formación de estas aleaciones se llevó a cabo mediante reacciones de transmetalación redox. En la formación de aleaciones de tipo «solución sólida», como las nanopartículas de CoPt3, se generó Co2(CO)8 y Pt(hfac)hexafluoroacetilacetonato (Figura 1). Las nanopartículas obtenidas eran moderadamente monodispersas. Park et al. informaron por primera vez del uso de reacciones de transmetalación redox para la síntesis de dos tipos diferentes (solución sólida y core-shell). Se pueden sintetizar varios tipos de nanoaleaciones con este tipo de estrategia de transmetalación redox. Es posible cumplir con los requisitos de la próxima generación con aleaciones magnéticas, debido al tamaño de las partículas monodispersas de menos de 10 nm escalas.

Figura 1.

Rutas sintéticas de nanoaleaciones de tipo core-shell y solución sólida a través de la reacción de transmetalación.

Cuando se utilizan metales puros como el Fe, el Co y el Ni y sus aleaciones metálicas en el magnetismo, es difícil utilizarlos debido a su oxidación en el aire. Además, esta dificultad aumenta cuando el tamaño de las partículas es menor. Por ello, la estabilidad de las partículas mejora con diversos métodos. Uno de ellos es la deposición de capas aislantes en la superficie de las nanopartículas. Gedanken et al. llevaron a cabo un procedimiento que da lugar a nanopartículas de Co estables en el aire. Pretendían que la formación de un caparazón de carbono en la superficie de las nanopartículas aumentaba la estabilidad. Pero, las partículas adquiridas no eran uniformes.

Kobayashi et al. informaron que era un procedimiento, que permite la preparación de nanopartículas de Co de varios tamaños en solución acuosa y su recubrimiento con cáscaras de sílice bien definidas. Encontraron un método químico fácil para la síntesis y estabilización de nanopartículas de Co magnéticas y amorfas. Estas nanopartículas de Co estaban rodeadas por caparazones homogéneos de sílice. Este nuevo tipo de nanopartículas magnéticas compuestas tiene aplicaciones potenciales, tanto en el campo de los ferrofluidos como en los medios de almacenamiento magnético. El ensamblaje controlado de las nanopartículas de CoSiO2 está siendo estudiado actualmente por Kobayashi et al. .

El mecanismo de formación de la estructura tubular de Co3O4 fue estudiado por Li et al. y presentaron una hipótesis. Prepararon nanotubos de Co3O4 mediante la calcinación de nanocables de cobalto electrodepositados incrustados en una plantilla de alúmina anódica (AAT). Se creía que los procesos de oxidación, transición de fase, evaporación y recristalización habían desempeñado un papel clave en la formación de los nanotubos de Co3O4. Científicamente, fue un caso digno de mención y estos nanotubos obtenidos también encuentran una amplia gama de aplicaciones en la industria.

Se estudió la actividad antimicrobiana in vitro de complejos de cobalto(II). Estos ligandos fueron , donde L1 = aminobenzimidazol, L2 = 1 – bencilo – 2 – aminobenzimidazol, L3 = 1 – (4 – metilbencilo) – 2 – aminobenzimidazol. Todos ellos y sus complejos de cobalto (II) se examinaron in vitro con actividad antimicrobiana contra Pseudomonas aeruginosa, Bacillussp., Staphylococcus aureus, Sarcina lutea y Saccharomyces cerevisiae. Comprobaron que ninguno de los compuestos era importantemente impresionante contra la levadura Saccharomyces cerevisiae, pero el complejo de 2-aminobenzimidazol era eficiente, lo que restringía moderadamente el crecimiento de la levadura. Del mismo modo, se evaluaron las actividades de todos los ligandos y sus complejos uno por uno y descubrieron que en el caso del benzimidazol, cuyo núcleo tenía el grupo 4-metilbencilo en el átomo N1, la actividad antimicrobiana aumentaba. Concluyeron que los ligandos sustituidos y el cobalto pueden tener un papel en la actividad antimicrobiana .

Se informó que la síntesis de nanopartículas de cobalto utilizando un reactor microfluídico polimérico por la reducción de CoCl2 en tetrahidrofurano (THF) utilizando hidrotrietilborato de litio (LiBH(C2H5)3 como agente reductor y 3 – (N, N – dimetildodecilamonio)propanesulfonato (SB12) como estabilizador. Investigaron las condiciones experimentales, como las tasas de flujo, el tiempo de crecimiento y el procedimiento de enfriamiento. Descubrieron que las nanopartículas de Co con estructuras principalmente fcc estaban compuestas con un nivel de energía cinética alto (por ejemplo, con una tasa de flujo alta). Las nanopartículas de Co con estructuras principalmente hcp eran preferibles cuando se trataba de condiciones con un nivel de energía cinética bajo (por ejemplo, tasa de flujo baja) y un tiempo de crecimiento corto. Sin embargo, la estructura cristalina de las nanopartículas de Co cambió a la fase metaestable, mientras que las nanopartículas de Co generadas en el nivel cinético bajo crecieron durante más tiempo. Esto sostiene que mediante el control de la cinética de reacción, las nanopartículas adquiridas con diferentes estructuras pueden utilizarse como aplicación potencial en reactores microfluídicos.

Ingersoll et al. llevaron a cabo catalizadores de níquel-cobalto-boruro (Ni – Co – B) mediante un método de reducción química y su reacción de hidrólisis catalítica con solución alcalina de NaBH4. Su objetivo era diseñar un generador de hidrógeno eficiente para aplicaciones de pilas de combustible portátiles. En su trabajo se evaluó la temperatura de reacción en la hidrólisis de la solución alcalina de NaBH4, en función de las concentraciones de NaOHy NaBH4. Se estudió la tasa de generación de hidrógeno utilizando el catalizador (Ni – Co – B). La tasa de generación de hidrógeno se incrementó con menores concentraciones de NaOH en la solución alcalina de NaBH4 y disminuyó tras alcanzar un valor máximo al 15 % en peso de NaOH.

En 2008, se estudiaron las nanopartículas de cobalto utilizando la descomposición térmica de en presencia de TPP y oleilamina. Las partículas de cobalto obtenidas eran estables en disolventes de hidrocarburos a la oxidación del aire y tenían una cristalinidad cúbica de cobalto. Los bucles de histéresis de las muestras obtenidas presentaban un comportamiento magnético suave, una mayor coercitividad (Hc) y una menor magnetización de saturación (Ms) en comparación con los materiales a granel. Tras entrar en contacto con el aire, el bucle de histéresis de las nanopartículas de Co también reveló valores de magnetización de saturación (Ms) y coercitividad (Hc) de propiedad ferromagnética de aproximadamente 56,2 emu/g .

Bruijnincx y Sadler investigaron el diseño de fármacos anticancerígenos modernistas basados en metales que incluye la literatura reciente. Muchas posibilidades novedosas para los fármacos anticancerígenos se ganaron baja toxicidad sistémica y la capacidad de venir de la parte superior de la resistencia a los medicamentos. En su trabajo se presentaron diferentes ejemplos de oferta prometedora. Estos estudios causaron la expansión de la caja de herramientas de la química inorgánica médica.

Se había estudiado con tres especies de bacterias, con el fin de encontrar la actividad de la base de Schiff y sus complejos. En este trabajo, se encontraron los mejores resultados con diámetros (30 mm), debido a la inclusión del ion Co(II). Se demostró que los complejos tienen más actividades antibacterianas que las bases Schiff libres.

Kumar y Chandra sintetizaron compuestos de cobalto que presentan una actividad antifúngica significativa.

Pannu et al. sintetizaron 2 y 22H2O. Encontraron que este último compuesto tiene respuesta magnética .

La investigación se llevó a cabo en la catálisis de cobalto y obtuvieron catalizadores rentables y condiciones más suaves para la funcionalización C-H existente. Sus estudios también allanaron el camino a transformaciones químicas sin parangón. En este estudio encontraron dos respuestas a dos preguntas. En primer lugar, los catalizadores de cobalto de bajo valor pueden imitar la reactividad de los catalizadores de metales de transición nobles para la activación del C-H. En segundo lugar, en la funcionalización C-H, los catalizadores de cobalto pueden presentar una reactividad y selectividad inigualables y estas propiedades proporcionan una vía para llevar a cabo transformaciones de síntesis misteriosas y difíciles, hasta ahora. Algunos ejemplos son la hidroarilación ramificada y selectiva de estirenos, la ortoalquilación de iminas de arilo con haluros de alquilo secundarios y la arilzincación migratoria de alquinos. Sus trabajos pusieron de manifiesto nuevas dificultades y posibilidades. Era necesario comprender plenamente el mecanismo de reacción y la naturaleza del catalizador debido a un mayor crecimiento en esta área.

Gaëlle et al. sintetizaron e investigaron dos complejos, un complejo de cobalto(II) 2H2O (1) y un nuevo complejo de Co(III) con ligando mixto nitratoNO3(2). Examinaron sus actividades antimicrobianas in vitro contra ocho patógenos (cuatro bacterias y cuatro especies de hongos). La figura 2 mostraba el histograma de la CIM contra las especies bacterianas. Los resultados mostraron que los complejos eran muy activos; sin embargo, el complejo 1 es más activo frente a las bacterias, pero el complejo 2 es más activo frente a los hongos. Los valores de CIM para los complejos se resumen en la Tabla 3.

Figura 2.

Histograma de CIM contra especies bacterianas.

Especies MIC(mg/mL)
Co(NO3)26H20 O-Phen N3- Complejo 1 Complejo 2 Gentamicina Nistatina
Bacterias E. coli 0,125 0,039 1,156 1,25 0,313 0,156 >2.5
P. aeruginosa 0,625 0,039 0,078 0,078 0.313 1,25 >2,5
S. typhi 1,25 0,039 0.156 0,156 0,625 1,25 >2,5
S. aureus 1,25 0.078 0,625 0,625 0,625 1,25 >2,5
Fungi C. albicansATCC 12C 0,625 0,039 1,25 0,156 1,25 >2.5 >2,5
C. albicansATCC P37037 0,625 0,078 0,625 0.156 0,313 >2,5 >2,5
C. albicansATCC P37039 0.625 0.156 1.25 0.156 1.25 >2.5 >2.5
C. neoformans 1,25 0,039 2,5 0,078 1,25 >2.5 >2,5

Tabla 3.

MIC (mg/mL) de los complejos.

Ambos pueden ser dignos candidatos como agente antibacteriano (1) y antifúngico (2). Sin embargo, Gaëlle et al. continuaron los trabajos relevantes.

Tres nuevos compuestos de coordinación de cobalto(II) fueron reportados (es decir, Co(HL1)Cl (1), Co(HL2)Cl (2) y (3) por Morcelli et al. . Las estructuras de los complejos (2) y (3) incluían el grupo naftilo y contenían grupos α y β-naftilo, respectivamente. Además, los complejos (2) y (3) poseen más actividad que el complejo (1). Los resultados de este trabajo mostraron que había un efecto del isomerismo en la actividad antitumoral. Además, los complejos (2) y (3) permitieron la muerte de las células cancerosas sin afectar a las células normales. En este capítulo, es significativo determinar el tipo de la estructura del ligando y el tipo de centro metálico sobre la citotoxicidad .

En 2016, se sintetizaron tres compuestos homospínicos de estructuras de cadena que se unieron a unidades bipiramidales pentagonales de Co(II) (Figura 3). Además, este trabajo demostró la preparación de polímeros de coordinación de mayor dimensión .

Figura 3.

Las estructuras de cadena 1D de los complejos1-3. Los átomos de hidrógeno se omiten para mayor claridad.

Cody et al. sintetizaron dos nuevos aniones de tiofosfato metálico, 4- y 3-. Estos nuevos compuestos indicaron que es la aplicabilidad de la síntesis ionotérmica a dos nuevos metales en el sistema tiofosfato. Ambas síntesis demuestran la versatilidad de la síntesis ionotérmica para preparar nuevos compuestos de tiofosfato.

Dos nuevos complejos mono y dinucleares de Co(II), a saber, Co(tdmpp)Cl2]2.2H2O(1) y (2) (donde tdmpp141,1,3,3-tetrakis3,5-dimetil-1-pirazolilpropano) fueron preparados por Azizolla Beheshti et al. Este trabajo demostró que la capacidad de inhibición bacteriana de estos compuestos aumenta desde el tdmpp hasta el complejo dinuclear 2 (Figura 4). Además, se demuestra que los complejos metálicos son más activos que los ligandos libres.

Figura 4.

Procedimiento de síntesis de los compuestos1y2.

Además, el cobalto se utiliza como catalizador en algunas reacciones. Por ejemplo, los catalizadores a base de cobalto son esenciales en las reacciones que implican la síntesis de heterociclos. Adam et al. llevaron a cabo la hidrogenación catalítica de nitrilos a aminas primarias. Utilizaron Co(acac)3en combinación con tris fosfina como catalizador. Cataliza la hidrogenación selectiva de nitrilos para dar las aminas correspondientes.

El complejo 1 fue sintetizado por Zeinab Asgharpour et al. y soportado con éxito sobre nanopartículas de Fe3O4 modificadas utilizando tetraetilortosilicato (TEOS) y (3 – aminopropil)trimetoxisilano (APTMS). Además, se declaró como nanocatalizador complejo Fe3O4SiO2APTMS (Figura 5). Era un sistema de catálisis heterogénea útil que había propiedades de los candidatos a catalizadores sólidos como el complejo Fe3O4SiO2APTMS 1, tales como una preparación fácil, condiciones de reacción suaves, alto rendimiento, facilidad de separación del catalizador y reciclabilidad.

Figura 5.

Pasos de preparación del Fe3O4@SiO2@APTMS@complejo 1.

Ko et al. llevaron a cabo la preparación de microesferas huecas de óxido de cobalto y seleniuro de cobalto y sus propiedades de almacenamiento de iones Na. Las microesferas huecas de seleniuro de cobalto se clasificaron con las microesferas huecas de óxido de cobalto. Por ello, se aplicaron como material anódico para los NIBs. Las microesferas de seleniuro mostraron una alta capacidad de descarga inicial y una alta eficiencia coulómbica inicial, así como un buen rendimiento cíclico y de velocidad para el almacenamiento de iones de Na. Además, presentaban estructuras que mejoraban las propiedades electroquímicas mediante la optimización del sistema de electrolitos utilizado para el almacenamiento de Na-ion. Por otro lado, las microesferas huecas de óxido de cobalto eran favorables desde el punto de vista de su alta capacidad inicial y bajos voltajes para el almacenamiento de Na-ion como material anódico para NIBs. Además, presentaban un rendimiento de ciclo y de tasa de carga muy elevado. Por lo tanto, ambas microesferas actuaron como un prometedor material anódico para los NIBs.

Mondal et al. prepararon NiCoMn mixto – Oxidenanorods, que era una nueva clase de sustancia para la aplicación de supercapacitores. Llevaron a cabo el proceso de síntesis de los NiCoMn – Oxidanorods mixtos mediante una técnica hidrotermal fácil y sus propiedades capacitivas electroquímicas. Las estructuras se caracterizaron mediante XRD y SEM. Una serie de mediciones mostraron que había potencial para utilizar esta sustancia como electrodos para dispositivos de supercondensadores. Además, se consideró que había métodos rentables para la extracción de las materias primas. Por lo tanto, se prefirió el óxido mixto como materia prima para aplicaciones a gran escala como electrodos de supercondensadores.

Se realizó con la fabricación de NWs de Ni decorados con NPs de Co mediante el uso de la técnica de grabado y deposición en dos pasos en 2016. Este estudio mostró que las nanopartículas se dispersaron en la superficie de las nanopartículas como se muestra en la Figura 6. Declararon en este estudio que esta técnica se ha utilizado por primera vez con el fin de fabricar nanohilos de níquel que están adornados con nanopartículas de cobalto .

Figura 6.

Imágenes TEM de los NWs decorados con nanopartículas que se muestran en (a) y (b). Las imágenes TEM de los NWs a diferentes resoluciones se presentan en (c) y (d), que confirman la fabricación exitosa de nanocables de Ni decorados con nanopartículas de Co con un diámetro de ~60 nm.

Montazerozohori et al. sintetizaron un nuevo complejo nanoestructurado de bromuro de cobalto(II) con un ligando de base Schiff bidentado. El tamaño de las partículas del complejo en tamaño nanodimensional mediante análisis XRD y SEM se muestra en las Figuras 7 y 8 .

Figura 7.

Patrón de DRX de las nanopartículas de CoO/Co3O4.

Figura 8.

Imagen SEM de nanopartículas de CoO/Co3O4.

Se mostró, en otro trabajo de 2017, una novedosa tecnología de recubrimiento en seco para la síntesis de catalizadores de Co/Al2O3 sin disolventes ni tratamiento térmico. Los catalizadores recubiertos en seco se presentaron como comparables a los catalizadores convencionales impregnados químicamente. La figura 9 muestra una forma esférica de Co/Al2O3 .

Figura 9.

Morfología de los catalizadores preparados en «Picomix» y por impregnación convencional: Al (color azul) y Co (color verde).

Przyojski et al. sintetizaron dos nuevos complejos de cobalto(II) con 7-azaindole. Tienen Co(II) en un entorno tetraédrico distorsionado. Las unidades asimétricas de los complejos se muestran en las figuras 10 y 11.

Figura 10.

Unidad asimétrica de ,1. Los elipsoides térmicos se muestran con una probabilidad del 50%. Código de colores:C, gris; Cl, verde; Co,azul oscuro; H, blanco; N, azul.

Figura 11.

Unidad asimétrica de ,2. Los elipsoides térmicos se muestran con una probabilidad del 50%. Código de colores:C, gris; Cl, verde; Co, azul oscuro; H, blanco; N azul.

Cuatro nuevos complejos 1,2,3 y 4 (sul = sulindac, 2 – ampy = 2 – amino piridina, 1, 10 – phen = 1, 10 – fenantrolina y 2, 9 – dimeph = 2, 9 – dimetil – 1, 10 – fenantrolinafueron preparados y caracterizados por Shalash y Abu Ali. Estos nuevos complejos fueron evaluados para determinar su actividad contra bacterias Gram-positivas (Staphylococcus epidermidis, S. aureus) y Gram-negativas (Bordetella, Escherichia coli) y especies de levadura (Saccharomyces y Candida) utilizando el método de difusión en agar. Los resultados indicaron que sólo el complejo 4 ha sido eficaz contra las levaduras. Además, todos ellos tienen más actividad antibacteriana contra las bacterias Gram-positivas que contra las Gram-negativas.

Hassanzadeh et al. investigaron el complejo de base Schiff de cobalto modificado con CPE que contenía surfactante catiónico. Este complejo podía aumentar la resolución y la selectividad de las respuestas voltamétricas de DA y AA. Además, permitió distinguir los picos voltamétricos de DA y AA. Se obtuvo una mejor resolución que en los trabajos anteriores. Esto lo hace adecuado para la detección simultánea de estos compuestos. Además, su preparación fue sencilla, su selectividad y sensibilidad aceptables, y su límite de detección y reproducibilidad bajos. Todos ellos hicieron que el sistema preparado fuera muy eficaz en la fabricación.

(bdmpzm = bis(3, 5 – dimetilpirazol – 1 – yl methanse sintetizó y se integró con nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT) y nafion en un electrodo de carbono serigrafiado (SPCE) por Nagles et al. . Investigaron su actividad electrocatalítica para la oxidación de la dopamina (DA). Las mediciones se realizaron con o sin el complejo de cobalto y se compararon con el electrodo modificado. El DA en la orina humana fue medido por el nuevo sensor obtenido en el rango de 83, 0-93, 0. Debido al complejo de cobalto en este electrodo, hubo un aumento en la corriente anódica y un cambio en el potencial de oxidación para el DA. Además, a diferencia de otros métodos convencionales, el análisis se había realizado en poco tiempo.

Los estudios sobre el cobalto son continuos debido a que tienen una amplia variedad de funciones y muchas aplicaciones, especialmente en el sector de la salud. Desgraciadamente, los derivados del cobalto no se han estudiado todavía como productos farmacéuticos. Hasta ahora, el único fármaco basado en el cobalto es el Doxovir, que es un complejo de base Schiff de Co(III), y su mecanismo no se conoce del todo.

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