Alai

Syntetizované nové sloučeniny kobaltu

Kobalt byl v průběhu let zkoumán mnoha vědci. Výsledkem těchto prací bylo mnoho sloučenin kobaltu. Například Kumar a Garg syntetizovali kobalt(II) komplexy tetradentátních Schiffových bází typu CoL. .

Chemie kobaltových komplexů přitahuje v posledních letech velkou pozornost z důvodu jejich využití mimo jiné v biologických systémech, jako jsou antimikrobiální látky a antibakteriální látky (studie DNA a studie cytotoxicity) .

Některé z těchto prací byly zmíněny následovně. V roce 1952 se poprvé seznámili s biologickou aktivitou sloučenin kobaltu, kde se sloučeniny kobaltu(III) bidentátové hořčiny pohybují, jako by šlo o hypoxické selektivní látky. Poté některé sloučeniny prokázaly významnou aktivitu proti bakteriálním kmenům a proti leukemickým a lymfomovým buněčným liniím . Poté bylo provedeno mnoho studií o antimikrobiální, protiplísňové a antioxidační aktivitě sloučenin kobaltu .

Do roku 1960 bylo připraveno a identifikováno několik nových komplexních sloučenin kobaltu(III) snadno oxidovatelných ligandů. Jednalo se o soli kobaltových aminů, komplexy s vnitřním nábojem a různé kobaltany. Strukturní vzorec byl Na3. 3H2Ocož byl nejjednodušší vzorec .

Bylo zjištěno, že kobalt(II)ftalocyanin (CoPc) a jeho deriváty vykazují katalytickou aktivitu pro mnoho reakcí. Porovnávali katalytickou aktivitu druhů CoPc s katalytickou aktivitou ostatních komplexů ftalocyaninů přechodných kovů první řady. Ukázali také, že elektrody ze skelného uhlí modifikované CoPc katalyzují oxidaci o – krezolu, m – krezolu, p – krezolu, 4 – chlorofenolu, 2 – chlorofenolu a feno. Povlak s CoPcspecies zvýšil stabilitu GCE (kobaltem(II) ftalocyaninem modifikované elektrody ze skelného uhlíku) .

Bylo prokázáno, že komplexní forma kobaltu(III) je aktivním katalyzátorem pro selektivní oxidaci alkylaromatických látek pomocí vzduchu. Vzduch byl použit jako zdroj kyslíku za nepřítomnosti rozpouštědla .

Park a spol. uvedli syntézu „pevného roztoku“ a „core-shell“ typu dobře definovaných Co – Ptnano-slitin menších než 10 nm. Tvorba těchto slitin probíhala pomocí redoxních transmetalačních reakcí. Při tvorbě slitin typu „pevný roztok“, jako jsou nanočástice CoPt3 (obr. 1), byly generovány Co2(CO)8 a Pt(hfac)hexafluoroacetylacetonát. Získané nanočástice byly středně monodisperzní. Park a spol. poprvé uvedli použití redoxních transmetalačních reakcí pro syntézu dvou různých typů (pevný roztok a jádro-plášť). Pomocí této strategie redoxní transmetalace lze syntetizovat různé typy nanoslitin. Je možné splnit požadavky příští generace magnetických slitin, protože monodisperzní částice o velikosti menší než 10 nm mají měřítka .

Když se čisté kovy jako Fe, Co a Ni a jejich slitiny využívají v magnetismu, je obtížné je použít kvůli jejich oxidaci na vzduchu. Tato obtížnost se navíc zvyšuje, když se zmenšuje velikost částic. Stabilita částic se tedy zvyšuje pomocí různých metod. Jednou z nich je nanášení izolačních obalů na povrch nanočástic. Postup, který vede k získání nanočástic Co stabilních na vzduchu, provedli Gedanken a spol. Předpokládali, že vytvoření uhlíkové slupky na povrchu nanočástic zvyšuje stabilitu. Získané částice však nebyly homogenní .

Kobayashi a spol. informovali, že se jedná o postup, který umožňuje přípravu nanočástic Co různých velikostí ve vodném roztoku a jejich pokrytí dobře definovanými křemíkovými slupkami. Nalezli snadnou chemickou metodu pro syntézu a stabilizaci magnetických a amorfních nanočástic Co. Tyto nanočástice Co byly obklopeny homogenními slupkami oxidu křemičitého. Tento nový typ kompozitních magnetických nanočástic má potenciální využití jak v oblasti ferrofluidů, tak v magnetických paměťových médiích. Řízenou montáží nanočástic CoSiO2 se v současné době zabývají Kobayashi a spol. .

Mechanismus vzniku trubicovité struktury Co3O4 studovali Li a spol. a předložili hypotézu. Připravili nanotrubičky Co3O4 kalcinací elektrodepozitních kobaltových nanodrátků vložených do anodické aluminové šablony (AAT). Kdysi se domnívali, že při vzniku nanotrubiček Co3O4 hrály klíčovou roli procesy oxidace, fázového přechodu, odpařování a rekrystalizace. Z vědeckého hlediska se jednalo o pozoruhodný případ a tyto získané nanotrubičky také nacházejí široké uplatnění v průmyslu .

Studovala se antimikrobiální aktivita komplexů kobaltu(II) in vitro. Těmito ligandy byly , kde L1 = aminobenzimidazol, L2 = 1 – benzyl – 2 – aminobenzimidazol, L3 = 1 – (4 – methylbenzyl) – 2 – aminobenzimidazol. Všechny z nich a jejich kobalt(II) komplexy byly zkoumány in vitro antimikrobiálně proti Pseudomonas aeruginosa, Bacillussp., Staphylococcus aureus, Sarcina lutea a Saccharomyces cerevisiae. Zjistili, že žádná ze sloučenin nebyla významně působivá proti kvasinkám Saccharomyces cerevisiae, ale účinný byl komplex 2-aminobenzimidazolu, který mírně omezoval růst kvasinek. Podobně postupně hodnotili aktivitu všech ligandů a jejich komplexů a zjistili, že v případě benzimidazolu, jehož jádro mělo na atomu N1 4-methylbenzylovou skupinu, se antimikrobiální aktivita zvýšila. Došli k závěru, že substituované ligandy a kobalt mohou získat roli v antimikrobiální aktivitě .

Uvádí se, že syntéza kobaltových nanočástic pomocí polymerního mikrofluidního reaktoru redukcí CoCl2 v tetrahydrofuranu (THF) za použití hydrotriethylboritanu lithného (LiBH(C2H5)3 jako redukčního činidla a 3 – (N, N – dimethyldodecylamonia)propanesulfonátu (SB12) jako stabilizátoru. Zkoumali experimentální podmínky, jako jsou průtoky, doba růstu a postup zhášení. Zjistili, že nanočástice Co s převážně fcc strukturou byly složeny s vysokou hladinou kinetické energie (např. při vysoké rychlosti toku). Nanočástice Co s převážně hcp strukturou byly preferovány, pokud se jednalo o podmínky s nízkou úrovní kinetické energie (např. nízká rychlost proudění) a krátkou dobu růstu. Krystalová struktura nanočástic Co však přecházela do metastabilní fáze, zatímco nanočástice Co generované při nízké kinetické hladině rostly delší dobu. To předkládá, že řízením reakční kinetiky lze získané nanočástice s různou strukturou využít jako potenciální aplikaci v mikrofluidních reaktorech .

Ingersoll a kol. provedli katalyzátory nikl-kobalt-borid (Ni – Co – B) metodou chemické redukce a jejich katalytickou hydrolýzní reakci s alkalickým roztokem NaBH4. Jejich cílem bylo navrhnout účinný generátor vodíku pro aplikace v přenosných palivových článcích. Ve své práci hodnotili reakční teplotu při hydrolýze alkalického roztoku NaBH4 v závislosti na koncentraci NaOHa NaBH4. Rychlost generace vodíku byla sledována při použití katalyzátoru (Ni – Co – B). Rychlost generace vodíku se zvyšovala s nižšími koncentracemi NaOHv alkalickém roztoku NaBH4 a klesala poté, co dosáhla maximální hodnoty při 15 % hmot. NaOH.

V roce 2008 byly studovány kobaltové nanočástice využívající termický rozklad v přítomnosti TPPa oleylaminu. Získané částice kobaltu byly stabilní v uhlovodíkových rozpouštědlech vůči oxidaci na vzduchu a měly kubickou krystalinitu kobaltu. Bylo zjištěno, že hysterezní smyčky získaných vzorků mají měkké magnetické chování, zvýšenou koercivitu (Hc) a sníženou saturační magnetizaci (Ms) ve srovnání s objemovými materiály. Po kontaktu se vzduchem hysterezní smyčka nanočástic Co rovněž odhalila feromagnetické vlastnosti saturační magnetizace (Ms) a koercivity (Hc) o hodnotách přibližně 56,2 emu/g .

Bruijnincx a Sadler zkoumali návrh moderních protinádorových léčiv na bázi kovů, které zahrnují nejnovější literaturu. Mnoho nových šancí pro protinádorová léčiva získala nízká systémová toxicita a schopnost vyjít z vrcholu lékové rezistence. V jejich práci byly uvedeny různé příklady slibné nabídky. Tyto studie způsobily rozšíření toolboxu lékařské anorganické chemie .

Byly studovány se třemi druhy bakterií, aby se zjistila aktivita schiffových bází a jejich komplexů. V této práci byly zjištěny nejlepší výsledky s průměry (30 mm), a to díky zařazení iontu Co(II). Ukázalo se, že komplexy mají větší antibakteriální aktivitu než volné Schiffovy báze .

Kumar a Chandra syntetizovali sloučeniny kobaltu, které vykazují významnou antifungální aktivitu .

Pannu a kol. syntetizovali 2 a 22H2O. Zjistili, že druhá jmenovaná sloučenina má magnetickou odezvu .

Výzkum prováděli v oblasti kobaltové katalýzy a získali cenově výhodné katalyzátory a mírnější podmínky pro existující C-H funkcionalizaci. Jejich studie také otevřely cestu k bezkonkurenčním chemickým transformacím. V této studii našli odpovědi na dvě otázky. Za prvé, nízkovalentní kobaltové katalyzátory mohou napodobit reaktivitu katalyzátorů z ušlechtilých přechodných kovů k aktivaci C-H. Za druhé, při C – H funkcionalizaci mohou kobaltové katalyzátory vykazovat nesrovnatelnou reaktivitu a selektivitu a tyto vlastnosti poskytují cestu k uskutečnění dosud záhadných a obtížných syntézních transformací. Uvedenými příklady byly rozvětvená selektivní hydroarylace styrenů, orto-alkylace arylových iminů sekundárními alkylhalogenidy a migrující arylzinekce alkynů. Jejich práce přinesla nové obtíže a možnosti. Kvůli dalšímu rozvoji v této oblasti bylo nutné plně pochopit reakční mechanismus a povahu katalyzátoru .

Gaëlle a spol. syntetizovali a zkoumali dva komplexy, komplex kobaltu(II) 2H2O (1) a nový komplex Co(III) se smíšeným ligandem dusičnanNO3(2). Zkoumali jejich antimikrobiální aktivitu in vitro proti osmi patogenům (čtyři bakterie a čtyři druhy hub). Obrázek 2 ukazuje histogram MIC proti bakteriálním druhům. Výsledky ukázaly, že komplexy byly velmi aktivní; komplex 1 je však aktivnější vůči bakteriím, ale komplex 2 je aktivnější vůči houbám. Hodnoty MIC pro komplexy jsou shrnuty v tabulce 3.

Obě mohou stát za slušnou nominaci jako antibakteriální (1) a antimykotická látka (2). Na příslušné práce však navázali Gaëlle a spol.

Tři nové koordinační sloučeniny kobaltu(II) (tj. Co(HL1)Cl (1), Co(HL2)Cl (2) a (3) uvedli Morcelli a spol. Struktury komplexů (2) a (3) zahrnovaly naftylovou skupinu a obsahovaly α a β-naftylové skupiny. Také komplexy (2) a (3) mají větší aktivitu než komplex (1). Výsledky této práce ukázaly, že existuje vliv izomerie na protinádorovou aktivitu. Komplexy (2) a (3) navíc připravily půdu pro smrt nádorových buněk, aniž by ovlivnily normální buňky. V této kapitole je významné určení druhu struktury ligandu a druhu kovového centra na cytotoxicitu .

V roce 2016 byly syntetizovány tři homospinové sloučeniny řetězcové struktury, které byly navázány na pentagonální bipyramidální jednotky Co(II) (obr. 3). Tato práce navíc prokázala přípravu koordinačních polymerů vyšších rozměrů .

Cody a spol. syntetizovali dva nové kovové thiofosfátové anionty, 4- a 3-. Tyto nové sloučeniny naznačily, že je použitelnost ionotermické syntézy na dva nové kovy v thiofosfátovém systému. Obě syntézy ukazují univerzálnost iontotermální syntézy pro přípravu nových thiofosfátových sloučenin .

Dva nové jednojaderné a dvoujaderné komplexy Co(II), a to Co(tdmpp)Cl2]2.2H2O(1) a (2) (kde tdmpp141,1,3,3-tetrakis3,5-dimethyl-1-pyrazolylpropan)připravili Azizolla Beheshti a spol. Tato práce ukázala, že schopnost těchto sloučenin inhibovat bakterie se zvyšuje od tdmpp k dinukleárnímu komplexu 2 (obr. 4). Dále se ukázalo, že komplexy kovů jsou aktivnější než volné ligandy .

Kobalt se také používá jako katalyzátor v některých reakcích. Například katalyzátory na bázi kobaltu jsou nezbytné v reakcích zahrnujících syntézu heterocyklů. Adam et al. prováděli katalytickou hydrogenaci nitrilů na primární aminy. Jako katalyzátor použili Co(acac)3 v kombinaci s trisfosfinem. Katalyzuje selektivní hydrogenaci nitrilů za vzniku odpovídajících aminů.

Komplex 1 syntetizovali Zeinab Asgharpour a spol. a úspěšně jej podpořili na modifikovaných nanočásticích Fe3O4 pomocí tetraetylortosilikátu (TEOS) a (3 – aminopropyl)trimethoxysilanu (APTMS). Navíc byl uveden jako komplexní nanokatalyzátor Fe3O4SiO2APTMS (obr. 5). Jednalo se o užitečný systém heterogenní katalýzy, který měl vlastnosti pevných kandidátů na katalyzátor jako Fe3O4SiO2APTMS komplex 1, jako je snadná příprava, mírné reakční podmínky, vysoký výtěžek, snadná separace katalyzátoru a recyklovatelnost .

Ko a kol. provedli přípravu dutých mikrosfér oxidu kobaltnatého a selenidu kobaltnatého a jejich vlastnosti pro ukládání Na-iontů. Duté kobalt selenidové mikrosféry byly zařazeny mezi duté kobalt oxidové mikrosféry. Proto byly použity jako anodový materiál pro NIB. Selenidové mikrosféry vykazovaly vysokou počáteční vybíjecí kapacitu a vysokou počáteční coulombickou účinnost, jakož i dobré cyklické a rychlostní vlastnosti pro ukládání Na-iontů. Také měly struktury, které zlepšují elektrochemické vlastnosti pomocí optimalizace elektrolytového systému použitého pro ukládání Na-iontů. Na druhé straně duté mikrosféry oxidu kobaltnatého byly výhodné z hlediska jejich vysoké počáteční kapacity a nízkých napětí pro ukládání Na-iontů jako anodový materiál pro NIB. Měly pákové cyklické a rychlostní parametry. Takže obě tyto mikrosféry působily jako slibný anodový materiál pro NIB .

Mondal a kol. připravili smíšené NiCoMn – oxidanorody, což byla látka nové třídy pro použití v superkondenzátorech. Provedli proces syntézy směsných NiCoMn – Oxideth pomocí snadné hydrotermální techniky a jejich elektrochemické kapacitní vlastnosti. Struktury byly charakterizovány pomocí XRD a SEM. Řada měření ukázala, že tato látka má potenciál pro využití jako elektrody pro superkondenzátorová zařízení. Kromě toho se mělo za to, že existují nákladově efektivní metody extrakce surovin. Proto byla dána přednost směsnému oxidu jako surovině pro rozsáhlé aplikace, jako jsou elektrody superkondenzátorů .

V roce 2016 byla provedena výroba Ni NWs zdobených Co NP pomocí dvoustupňové techniky leptání a nanášení. Tato studie ukázala, že nanočástice jsou rozptýleny na povrchu nanočástic, jak je znázorněno na obr. 6. V této studii prohlásili, že tato technika byla poprvé použita za účelem výroby niklových nanodrátků, které jsou zdobeny nanočásticemi kobaltu .

Montazerozohori a spol. syntetizovali nový nanostrukturovaný komplex bromidu kobaltu(II) s bidentátovým Schiffovým bazickým ligandem. Velikost částic komplexu v nanodimenzionální velikosti pomocí XRD a SEM analýz je znázorněna na obrázcích 7 a 8 .

V jiné práci z roku 2017 byla ukázána nová technologie suchého povlakování pro syntézu katalyzátorů Co/Al2O3 bez použití rozpouštědel a tepelné úpravy. Katalyzátory se suchým povlakem byly prezentovány jako srovnatelné s konvenčními chemicky impregnovanými katalyzátory. Obrázek 9 ukazuje sférický tvar Co/Al2O3 .

Przyojski a kol. syntetizovali dva nové komplexy kobaltu(II) se 7-azaindolem. Mají Co(II) v deformovaném tetraedrickém prostředí. Asymetrické jednotky komplexů jsou znázorněny na obrázcích 10 a 11 .

Čtyři nové komplexy 1,2,3 a 4 (sul = sulindac, 2 – ampy = 2 – amino pyridin, 1, 10 – phen = 1, 10 – fenanthrolina 2, 9 – dimeph = 2, 9 – dimethyl – 1, 10 – fenanthrolinbyly připraveny a charakterizovány Shalašem a Abu Alim . Tyto nové komplexy byly hodnoceny za účelem stanovení aktivity proti grampozitivním (Staphylococcus epidermidis, S. aureus) a gramnegativním (Bordetella, Escherichia coli) bakteriím a druhům kvasinek (Saccharomyces a Candida) pomocí agarové dobře difuzní metody. Výsledky ukázaly, že pouze komplex 4 byl účinný proti kvasinkám. Také všechny mají větší antibakteriální aktivitu proti grampozitivním bakteriím než gramnegativním bakteriím .

Hassanzadeh a kol. zkoumali kobaltem modifikovaný komplex Schiffovy báze CPE obsahující kationtové povrchově aktivní látky. Tento komplex by mohl zvýšit rozlišení a selektivitu voltametrických reakcí DA a AA. Také bylo náročné rozlišit voltametrické píky DA a AA. Bylo dosaženo lepšího rozlišení než v předchozích uváděných pracích. Díky tomu je vhodný pro simultánní detekci těchto sloučenin. Navíc se vyznačovala jednoduchou přípravou, přijatelnou selektivitou a citlivostí, měla nízký detekční limit a reprodukovatelnost. Díky všem těmto vlastnostem byl připravený systém velmi účinný při výrobě .

(bdmpzm = bis(3, 5 – dimethylpyrazol – 1 – yl methanbyl syntetizován a byl integrován s jednostěnnými uhlíkovými nanotrubičkami (SWCNT) a nafionem na sítotiskovou uhlíkovou elektrodu (SPCE) podle Naglese a kol. Zkoumali jeho elektrokatalytickou aktivitu pro oxidaci dopaminu (DA). Měření byla provedena s kobaltovým komplexem nebo bez něj a porovnána s modifikovanou elektrodou. DA v lidské moči byl získaným novým senzorem měřen v rozsahu 83, 0-93, 0. Díky kobaltovému komplexu v této elektrodě došlo ke zvýšení anodického proudu a změně oxidačního potenciálu pro DP. Také na rozdíl od jiných konvenčních metod byla analýza provedena v krátkém čase .

Studie kobaltu pokračují vzhledem k tomu, že mají širokou škálu funkcí a mnoho aplikací, zejména ve zdravotnictví. Bohužel deriváty kobaltu zatím nebyly studovány jako léčiva. Dosud jediným léčivem na bázi kobaltu je doxovir, což je komplex Co(III) se Schiffovou bází, a jeho mechanismus také není zcela objasněn .

.